Nghiên cứu do các nhà khoa học tại Đại học Quốc gia Úc (ANU) dẫn đầu có thể dẫn đến những cải tiến lớn trong sản xuất cây trồng.

Nghiên cứu cho thấy một cách mới để giúp nghiên cứu và tăng cường quang hợp bằng cách xem lại một chiến lược hàng tỷ năm tuổi ở thực vật. Nó đã xem xét cụ thể hoạt động rubisco - một phần quan trọng của quá trình, theo đồng tác giả Giáo sư Spencer Whitney từ Trung tâm ARC về quang hợp tịnh tiến tại ANU. “Rubisco là một enzyme liên quan đến bước đầu tiên của quá trình cố định carbon - nó bắt đầu chuyển đổi carbon dioxide thành đường thực vật”, ông nói. “Tuy nhiên, so với các enzyme khác, rubisco được coi là chất xúc tác chậm, không hiệu quả”.

Nhiều loại enzyme có thể xử lý hàng trăm đến hàng nghìn phân tử mỗi giây, nhưng rubisco chỉ có thể vượt qua hai đến năm chu kỳ mỗi giây. Vì lý do này, từ lâu nó đã được công nhận là mục tiêu tốt để cải thiện quá trình quang hợp - đó là một câu đố mà các nhà khoa học đã xem xét trong nhiều thập kỷ.

Trong thực vật, rubisco được tạo thành từ 16 protein - tám tiểu đơn vị lớn và tám tiểu đơn vị nhỏ. Cho đến nay, các nhà khoa học chỉ có thể làm việc với một tiểu đơn vị tại một thời điểm, theo các nhà nghiên cứu.

“Giờ đây, chúng tôi đã quay ngược đồng hồ một tỷ năm để khắc phục hạn chế này”, giáo sư Whitney nói. “Sau khi áp dụng lại thiết kế bộ gen của tổ tiên vi khuẩn của lục lạp, giờ đây chúng ta có thể làm việc với tất cả các thành phần của rubisco.

“Đây là điều rất quan trọng. Để tăng cường hoạt động của nó, bạn phải thay đổi tất cả các thành phần. Chúng tôi biết rằng chúng tôi đã có thể sửa đổi hoạt tính rubisco trong các loại cây trồng này, vì vậy đó là một nơi tuyệt vời để bắt đầu. Đây mới chỉ là bước đầu tiên - công nghệ này cuối cùng có thể mang đến một thứ gì đó lớn hơn nhiều trong tương lai không xa”.

Nghiên cứu do các nhà khoa học tại Đại học Quốc gia Úc (ANU) dẫn đầu có thể dẫn đến những cải tiến lớn trong sản xuất cây trồng.

Nghiên cứu cho thấy một cách mới để giúp nghiên cứu và tăng cường quang hợp bằng cách xem lại một chiến lược hàng tỷ năm tuổi ở thực vật. Nó đã xem xét cụ thể hoạt động rubisco - một phần quan trọng của quá trình, theo đồng tác giả Giáo sư Spencer Whitney từ Trung tâm ARC về quang hợp tịnh tiến tại ANU. “Rubisco là một enzyme liên quan đến bước đầu tiên của quá trình cố định carbon - nó bắt đầu chuyển đổi carbon dioxide thành đường thực vật”, ông nói. “Tuy nhiên, so với các enzyme khác, rubisco được coi là chất xúc tác chậm, không hiệu quả”.

Nhiều loại enzyme có thể xử lý hàng trăm đến hàng nghìn phân tử mỗi giây, nhưng rubisco chỉ có thể vượt qua hai đến năm chu kỳ mỗi giây. Vì lý do này, từ lâu nó đã được công nhận là mục tiêu tốt để cải thiện quá trình quang hợp - đó là một câu đố mà các nhà khoa học đã xem xét trong nhiều thập kỷ.

Trong thực vật, rubisco được tạo thành từ 16 protein - tám tiểu đơn vị lớn và tám tiểu đơn vị nhỏ. Cho đến nay, các nhà khoa học chỉ có thể làm việc với một tiểu đơn vị tại một thời điểm, theo các nhà nghiên cứu.

“Giờ đây, chúng tôi đã quay ngược đồng hồ một tỷ năm để khắc phục hạn chế này”, giáo sư Whitney nói. “Sau khi áp dụng lại thiết kế bộ gen của tổ tiên vi khuẩn của lục lạp, giờ đây chúng ta có thể làm việc với tất cả các thành phần của rubisco.

“Đây là điều rất quan trọng. Để tăng cường hoạt động của nó, bạn phải thay đổi tất cả các thành phần. Chúng tôi biết rằng chúng tôi đã có thể sửa đổi hoạt tính rubisco trong các loại cây trồng này, vì vậy đó là một nơi tuyệt vời để bắt đầu. Đây mới chỉ là bước đầu tiên - công nghệ này cuối cùng có thể mang đến một thứ gì đó lớn hơn nhiều trong tương lai không xa”.