Istraživanje objavljeno u Science otkriva da hornworts kombinuju pirenoide i modifikovani oblik Rubisca (RbcS-STAR) kako bi povećali efikasnost fotosinteze. Naučnici su uspešno preneli ovaj protein u vrste bez pirenoida i dobili poboljšanja, što otvara mogućnost za povećanje prinosa useva. Potrebna su dalja poljska ispitivanja i procene bezbednosti pre primene u poljoprivredi.
Otkriveni hornworts koji menjaju pravila igre: modifikovani Rubisco može povećati prinose useva
Photo Credit: Des Callaghan
Tim istraživača otkrio je da neke kopnene biljke iz grupe hornworts koriste jedinstvenu kombinaciju modifikovanog enzima Rubisco i struktura zvanih pirenoidi kako bi znatno poboljšale efikasnost fotosinteze. Nalazi, objavljeni u časopisu Science, sugerišu put koji bi mogao dovesti do većih prinosa useva ako se rešenje bezbedno primeni u poljoprivredi.
Zašto je Rubisco važan — i problematičan
Rubisco je ključni enzim koji biljke koriste za fiksaciju ugljenika, ali je relativno spor i često greškom veže kiseonik umesto ugljen-dioksida, što smanjuje efikasnost fotosinteze. To znači da postoji veliki potencijal za poboljšanje prinosa ukoliko se poveća koncentracija CO2 oko Rubisca ili unapredi njegova svojstva.
Šta su hornworts uradili drugačije?
Hornworts imaju male komore — pirenoide — koje lokalno povećavaju koncentraciju CO2 oko Rubisca. Ipak, istraživanje je otkrilo još važniji detalj: neke vrste hornworts imaju modifikovani oblik proteinske jedinice Rubisca (označene kao RbcS-STAR) koja bolje funkcioniše u takvom okruženju.
„Rubisco je verovatno najvažniji enzim na planeti... Ali je spor i lako ga ometa kiseonik, što rasipa energiju i ograničava efikasnost rasta biljaka“, rekao je prof. Fay‑Wei Li, jedan od autora studije.
Tim je testirao RbcS-STAR u povezanoj vrsti koja nema pirenoide i uspešno je replicirao poboljšanu funkciju. Zatim su isti pristup primenili i na manje srodne biljke, uz ohrabrujuće rezultate koji ukazuju da se mehanizam može prenositi van same grupe hornworts.
„Umesto toga, otkrili smo da su modifikovali sam Rubisco da obavi posao“, izjavio je istraživač Tanner Robison, opisavši neočekivan način na koji hornworts rešavaju problem efikasnosti fotosinteze.
Implikacije i ograničenja
Ovo otkriće otvara mogućnost da bi inženjering proteina poput RbcS-STAR mogao povećati fotosintetsku efikasnost i prinose useva. Ipak, autori naglašavaju da su potrebna dodatna istraživanja: laboratorijske promene treba potvrditi u polju, proceniti agronomske i bezbednosne posledice, kao i razviti pouzdane tehnologije prenosa u kulturne biljke.
Zašto je ovo važno za Srbiju i svet
Povećanje efikasnosti fotosinteze ima direktan uticaj na prinose i otpornost useva, što je ključno za bezbednost hrane i održivu poljoprivredu. Priroda je već «testirala» rešenja koja nauka sada može proučiti i prilagoditi za primenu u poljoprivredi.
Pomozite nam da budemo bolji.
