11:05 2024-03-08 science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu

_ Studiul arată că cea mai prolifică enzimă care fixează CO₂ din lume se îmbunătățește încet

_ Studiul constată că cele mai multe din lume enzima prolifică care fixează CO₂ se îmbunătățește încet

Noile cercetări conduse de Universitatea din Oxford au descoperit că rubisco – enzima care alimentează toată viața de pe Pământ – nu este blocată, până la urmă, într-o rută evolutivă. Cea mai mare analiză a rubisco-ului vreodată a constatat că se îmbunătățește tot timpul – doar foarte, foarte lent. Aceste perspective ar putea deschide noi căi de consolidare a securității alimentare.

Lucrul „Rubisco evoluează pentru îmbunătățirea eficienței catalitice și asimilarea CO2 în plante”, a fost publicat în Proceedings of the National Academy of Sciences.

Cea mai abundentă enzimă de pe Pământ, rubisco, a furnizat energia care alimentează viața pe planeta noastră în ultimele trei miliarde de ani. În timp ce rubisco fixează miliarde de tone de CO2 în fiecare an, enzima este notoriu de ineficientă. Acest lucru a creat un paradox biologic care a nedumerit cercetătorii de zeci de ani. De ce enzima care a alimentat viața de peste 3 miliarde de ani nu este cu mult mai bună în a-și face treaba? Mulți oameni de știință din plante au dezbătut dacă enzima este blocată într-un „rut evolutiv”, ceea ce face imposibil ca aceasta să se îmbunătățească.

Dar noi cercetări de la Universitatea din Oxford au dezvăluit că rubisco se îmbunătățește continuu, dar că această îmbunătățire are loc într-un ritm glacial.

Autorul principal Jacques Bouvier (un student DPhil la Departamentul de Biologie, Universitatea din Oxford) a spus: „Cercetarea noastră demonstrează pentru prima dată că evoluția este constantă. îmbunătățirea rubisco și că este posibilă îmbunătățirea ulterioară a enzimei. Important, această perspectivă oferă un optimism reînnoit pentru eforturile de a proiecta enzima pentru a ajuta la hrănirea lumii.”

Cercetătorii au analizat secvențele genei rubisco dintr-o gamă largă a organismelor fotosintetice și a cuantificat rata evoluției rubisco pentru prima dată. Ei au descoperit că secvența sa s-a modificat în incremente minute de doar o schimbare a bazei ADN la fiecare 900.000 de ani - un contrast puternic față de genomul COVID-19, de exemplu, care evoluează o schimbare de bază la fiecare două săptămâni. Acest lucru plasează rubisco în 1% dintre genele cu cea mai lentă evoluție de pe Pământ.

În ciuda acestei rate lente de schimbare, cercetătorii au descoperit că enzima valorifică această evoluție pentru a se îmbunătăți în fixarea CO2. Autorii au descoperit, de asemenea, că această îmbunătățire lentă a fixării CO2 are ca rezultat îmbunătățiri ale fotosintezei; plantele evoluează pentru a transforma CO2 în zahăr, dar rata de îmbunătățire este atât de lentă încât pare înghețată.

De decenii, oamenii de știință au aspirat să creeze un rubisco îmbunătățit pentru a stimula creșterea și randamentul plantelor de cultură. . Dar, în ciuda multor eforturi, succesul a fost limitat și mulți s-au întrebat dacă rubisco este deja optimizat, făcând aceste încercări zadarnice. Cu toate acestea, perspectivele din acest studiu oferă o speranță reînnoită. În special, dezvăluirea misterului a ceea ce împiedică rata de evoluție a rubisco-ului poate descoperi noi modalități de a crește randamentul culturilor.

Jacques Bouvier a adăugat: „Deoarece rubisco asimilează zaharurile care alimentează viața pe Pământ, îmbunătățind această enzimă. este una dintre cele mai promițătoare căi de a ajuta la combaterea insecurității alimentare. A existat o dezbatere aprinsă cu privire la posibilitatea de a îmbunătăți enzima; noua noastră cercetare oferă un răspuns clar la această întrebare. Dacă evoluția poate îmbunătăți rubisco, la fel putem și noi! „

Autorul principal, profesorul Steven Kelly (Departamentul de Biologie, Universitatea Oxford) a spus: „Am arătat că rubisco nu este înghețat în timp, ci evoluează continuu pentru a se îmbunătăți. Acum trebuie să înțelegem factorii care țin rubisco-ul înapoi pentru a ne permite să-și realizăm adevăratul potențial.”

Această nouă perspectivă încurajează eforturile care vizează creșterea randamentelor în culturile alimentare, fibre și combustibile, țintind ingineria rubisco. Îmbunătățirea rubisco ar putea fi esențială pentru a susține nevoile alimentare ale unei populații globale în creștere.

(Fluierul)

Inapoi