By Зростання населення Землі (в середині цього століття нас буде 10 млрд) призводить до того, що їжі потрібно щораз більше. А її виробляють у все складніших кліматичних умовах, прикладом чого є останні посухи на Півдні Європи й викликаний ними стрибок цін на овочі — пише Марцін Роткевич на сторінках польського науково-популярного інтернет-порталу Pulsar.
Та все ж збільшення врожайності культур не має відбуватися шляхом шкоди довкіллю. Тому науковці у всьому світі інтенсивно працюють над такими різновидами рослин, які забезпечують вищу врожайність, але для яких не потрібно буде викорчовувати лісів і збільшувати використання добрив чи засобів для захисту рослин.
Дуже вагомою сферою досліджень є робота над покращенням одного з найважливіших біохімічних процесів на нашій планеті — фотосинтезу. Завдяки йому рослини використовують світло (передусім сонячне) для перетворення вуглекислого газу і води на органічні сполуки, якими вони живляться і завдяки яким ростуть, виробляючи кисень, потрібний для життя багатьох організмів.
Одним зі способів посилення фотосинтезу в рослинах є покращення діяльності ферменту RuBisCO (скорочення від рибулозобісфосфаткарбоксилази). Це ключовий для фотосинтезу білок, що становить приблизно половину всіх розчинних протеїнів, наявних у листках. На жаль, він працює в них менш ефективно, ніж, зокрема, у деяких бактеріях. Наприклад, мікроорганізм виду Halothiobacillus neapolitanus під час еволюції сформував таку будову спеціальних структур, званих карбоксисомами, що завдяки локальному збільшенню густини вуглекислого газу суттєво покращує ефективність RuBisCO.
Тому британські та китайські науковці завдяки методам генетичної інженерії та синтетичної біології (створення штучних біологічних систем за зразком природних) перенесли модифіковані карбоксисоми H. Neapolitanus до тютюну (ця рослина є модельним організмом під час лабораторних досліджень). Експеримент завершився успіхом. Це лише перший, зате дуже важливий крок до покращення фотосинтезу в рослинах. Нові дослідження покажуть, наскільки завдяки цьому могли б збільшитися врожаї (оцінюють, що навіть на кілька десятків процентів) і чи бактеріальні карбоксисоми так само ефективно діють у важливих із погляду людини сільськогосподарських рослинах, як-от пшениця і рис. Публікація на цю тему з’явилася у Nature Communications.
