Гены водорослей могут повысить эффективность и урожайность основных сельхозкультур

Исследователи из Корнеллского университета и британского Rothamsted Research использовали гены цианобактерий (сине-зелёных водорослей) для создания микро-компартментов внутри фотосинтезирующих клеток растений. Это важный шаг к улучшению фотосинтеза сельскохозяйственных культур.

• Проблема: Все растения используют фермент Rubisco для фиксации CO₂ в процессе фотосинтеза. Однако Rubisco реагирует не только с углекислым газом, но и с кислородом. Реакция с O₂, усиливающаяся при повышении температуры, снижает эффективность фотосинтеза и урожайность.
• Решение от природы: Цианобактерии имеют механизм, концентрирующий CO₂ в полиэдрических микро-компартментах вокруг Rubisco. Это предотвращает реакцию фермента с кислородом и делает фотосинтез более эффективным.
• Достижение учёных: Впервые удалось создать такие микро-компартменты в растениях. Миат Лин, первый автор статьи, разработал метод вставки генов водорослей, отвечающих за формирование внешней оболочки (shell) микро-компартмента, в модельные растения табака.
• Следующие шаги: Теперь, когда есть способ внедрить оболочки в хлоропласты, необходимо добавить внутрь них сам фермент Rubisco, другие белки и фермент, помогающий транспортировать CO₂ к Rubisco.

Исследование опубликовано 8 мая в The Plant Journal.