Quang hợp là một trong những quá trình phức tạp và quan trọng nhất - chịu trách nhiệm khởi động chuỗi thức ăn của Trái Đất. Tuy các nhà nghiên cứu đã mô phỏng hơn 100 bước chính trong quang hợp, nhưng họ vẫn đang tìm hiểu mục đích của các protein có thể biến đổi để tăng năng suất. Hiện nay, các nhà nghiên cứu đã khám phá ra bí mật về một protein khác, CP12 - sự hiểu biết đầy đủ về protein này có thể tạo ra một lộ trình bổ sung để tăng năng suất trong tương lai.

Có ba dạng protein CP12 điều chỉnh enzyme GAPDH và enzyme PRK. Các enzyme này giống như những chú ngựa trong nông trại và CP12 như người nài ngựa đang cầm dây cương. CP12 “thúc” các enzyme này làm việc khi có ánh sáng và “ghìm” chúng vào trời tối.

Patricia Lopez, nhà nghiên cứu sau tiến sĩ, người đứng đầu nhóm nghiên cứu cho biết, "CP12 là một thành phần quan trọng vì nó giúp cây đáp ứng với sự thay đổi mức độ ánh sáng, ví dụ như khi cây bị lá hoặc mây che. CP12 ngừng hoạt động của enzyme trong vài giây nhưng nếu không có CP12, thì sẽ mất vài phút để làm chậm hoạt động, từ đó làm tốn kém năng lượng quý giá của thực vật".

Lopez và các đồng tác giả đã phát hiện ra rằng, không phải tất cả các enzyme CP12 đều được tạo ra như nhau. Hóa ra CP12-3 không phải là một phần của quá trình này - trong khi CP12-1 và CP12-2 lại phụ trách và có thể phụ giúp nhau. Loại bỏ tất cả ba enzyme này thì cây không thể quang hợp hiệu quả, kết quả là cây nhỏ hơn đáng kể với hạt giống ít hơn và nhỏ hơn.

Trên thực tế, không có CP12 để ghìm dây cương thì PRK cũng biến mất. Tác giả chính Christine Raines, giáo sư sinh lý phân tử thực vật tại Đại học Essex cho biết: "PRK là một động cơ quan trọng cung cấp nguyên liệu cho enzyme Rubisco biến thành carbohydrate - đường mà cây trồng sử dụng để phát triển lớn hơn và tạo ra năng suất cao hơn”.

Theo Don Ort, nhà khoa học tại Bộ Nông Nghiệp Mỹ và là nhà nghiên cứu tại Viện Sinh học Bộ Gen thì nông nghiệp đang tiến gần đến giới hạn của các đặc tính sản lượng, làm tăng năng suất đáng chú ý trong thế kỷ vừa qua. "Cải thiện quang hợp hứa hẹn trở thành biên giới tiếp theo để tăng năng suất cây trồng, và lần đầu tiên có cả sự hiểu biết về quang hợp ở cấp độ phân tử lẫn các công cụ công nghệ mạnh mẽ để làm cho kỹ thuật biến đổi quang hợp trở thành một mục tiêu thực tế và có thể đạt được".

Thanh Vân - Dostdongnai, theo ScienceDaily.