Tai – labai svarbus atradimas, kuris gali padėti išmaitinti nuolat augančią pasaulio populiaciją, rašo „sciencealert.com.au“. „Pirmą kartą išgirdę apie šio eksperimento rezultatus išgyvenome vieną iš tų „Eureka“ momentų, kurių laukia kiekvienas mokslininkas“, – sakė tyrimui vadovavęs augalų genetikas iš Kornelio universiteto (JAV) Maureenas Hansonas.
Mokslininkai dešimtmečius ieškojo būdų, kaip pagreitinti fotosintezės procesą – daugiausiai susijusių su Rubisko fermentu. Rubiskas yra vienas labiausiai Žemėje paplitusių baltymų, kuris anglies dioksidą verčia cukrumi.
„Tai yra pirmas kartas, kai panaudojus genų inžineriją buvo sukurtas augalas, kuris anglies dioksidą iš aplinkos gautų per Rubisko fermentą“, – rašė M. Hansonas. – Tai labai svarbus žingsnis kuriant augalus, kurie sparčiau vykdytų fotosintezę.“
Tačiau šis baltymas nėra labai efektyvus, todėl mokslininkai jau kuris laikas ieškojo būdų, kaip pagreitinti chemines reakcijas. Iki šiol beveik visi mokslininkų bandymai manipuliuoti Rubisku buvo nesėkmingi.
Naujame tyrime mokslininkų komanda sugalvojo panaudoti Rubiską iš mažo, tačiau labai efektyvaus organizmo – cianobakterijos Synechococcus elongatus, dar vadinamos melsvabaktere.
Tuomet jie Rubisko geną įdėjo į tabako gėlės chloroplasto genomą. Cloroplastai – gyvūnų organelės, kuriose vyksta fotosintezė. Mokslininkai pastebėjo, kad šiuose augaluose anglies dioksidas virto cukrumi greičiau nei kituose. Iš to galima spręsti, kad fotosintezė vyko greičiau.
„Tai yra pirmas kartas, kai panaudojus genų inžineriją buvo sukurtas augalas, kuris anglies dioksidą iš aplinkos gautų per Rubisko fermentą“, – rašė M. Hansonas. – Tai labai svarbus žingsnis kuriant augalus, kurie sparčiau vykdytų fotosintezę.“
Tyrimo rezultatai išspausdinti žurnale „Nature“.
Kodėl šiems mokslininkams pasisekė, o daugelis ankstesnių mėginimų būdavo nesėkmingi? Labai svarbu tai, kad mokslininkai panaudojo keletą papildomų bakterijų baltymų.
Šie tyrimai leidžia daryti prielaidą, kad dumblių Rubiską įdėjus į kitus augalus, jie fotosintezę galėtų atlikti greičiau. Tačiau iki to dar laukia ilgas kelias. Šiuo metu dumblinis Rubiskas gali iššvaistyti daug energijos reaguodamas su deguonimi, o ne su anglies dioksidu.
Dabar mokslininkai šį iššūkį ketina išspręsti augalus augindami aplinkoje, kur dirbtinai palaikomas gana aukštas anglies dioksido lygis. Tačiau šis problemos sprendimo būdas tėra trumpalaikis.
Dažniausiai mėlynieji – žalieji dumbliai šį iššūkį įveikia sukurdami struktūras, vadinamas karboksisomomis, kurios yra aplink Rubisko fermentus, taip sukurdami anglies dioksido prisotintą aplinką. Tačiau šis procesas tabako augaluose nevyksta.
Tačiau vilčių teikia dar birželio mėnesį šios mokslininkų komandos atliktas tyrimas, kuriame jie genetiškai modifikavo tabako augalus. Jie gali gaminti karboksisomų struktūras. Taigi sekantis logiškas žingsnis yra dumblių Rubisko fermentą panaudoti šiose genetiškai modifikuotose gėlėse ir patikrinti, ar jos yra efektyvesnės.
Mokslininkai šiam tyrimui naudojo tabako augalus, nes jų genomas yra labai gerai ištirtas, tačiau naudota technika taip pat turi būti išmėginta ir patikrina su maistiniais augalais.
