A Cornell Egyetem kutatói baktériumok közvetítésével sikeresen átvitték a vörös alga kulcsfontosságú régióit egy dohánynövénybe, ami a Cornell Chronicle című lapban megjelent cikk szerint az átlagos dohányhoz képest kétszeres fotoszintézist és növénynövekedést eredményezett – írja a Tobacco Reporter.

A tanulmány középpontjában a Rubisco nevű fehérje áll. A fehérje a fotoszintézis első lépését végzi a szén megkötésével, de lassú, és nehezen tud különbséget tenni a szén-dioxid és az oxigén között, ami gyakran korlátozza a növények növekedését és a terméshozamot.

A kutatók találtak egy vörös alga fajt, a Griffithsia monilist (Gm), amely olyan Rubisco fehérjét tartalmaz, amely 30 százalékkal hatékonyabb a szén megkötésében, mint a többi szervezetben található fehérje. Laura Gunn és a tanulmány további szerzői a GmRubisco 3D szerkezetét arra használták, hogy a Rhodobacter sphaeroidesből (RsRubisco) származó néhány régiót sikeresen beoltják a bakteriális Rubiscóba.

„Az RsRubisco nem túl hatékony, de nagyon közeli rokonságban áll a GmRubisco-val – olyanok, mintha unokatestvérek lennének –, ami azt jelenti, hogy a szárazföldi növények Rubiscójával ellentétben elfogadja a beoltott szekvenciákat”

– fogalmazott Gunn. A módosított Rubisco használata 60 százalékkal növelte a karboxilációs sebességet, 22 százalékkal növelte a karboxilációs hatékonyságot, és 7 százalékkal javította az RsRubisco képességét a szén-dioxid és az oxigén megkülönböztetésére. Dohányba átültetve megduplázódott a fotoszintézis és a növény növekedése a változatlan RsRubiscót tartalmazó dohányhoz képest.

„Még nem tartunk ott, hogy a vad típusú dohányt felülmúljuk, de jó úton haladunk. A Rubisco teljesítményének csak meglehetősen szerény javítására van szükségünk, mert egy egész tenyészidőszak alatt már egy nagyon kis növekedés is hatalmas változásokat eredményezhet a növények növekedésében és terméshozamában, és a potenciális alkalmazások számos ágazatot felölelnek: nagyobb mezőgazdasági termelés; hatékonyabb és megfizethetőbb bioüzemanyag-előállítás; szénmegkötési megközelítések; és mesterséges energiaforrások lehetőségei”

– jelentette ki Gunn. A kutatást az Ausztrál Kutatási Tanács Transzlációs Fotoszintézis Kiválósági Központja, a Formas Future Research Leaders és az Európai Regionális Fejlesztési Alap támogatta.

Nyitóképünk illusztráció (Fotó: Siwawut Phoophinyo / Unsplash)