Chào mừng Quý độc giả đến với trang thông tin điện tử của Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp miền Nam

Tin nổi bật
Thành tích

Huân chương Ðộc lập

- Hạng 1 - Hạng 2 - Hạng 3

Huân chương Lao động

- Hạng 1 - Hạng 2 - Hạng 3

Giải thưởng Nhà nước

- Nghiên cứu dinh dưởng và thức ăn gia súc (2005)

- Nghiên cứu chọn tạo và phát triển giống lúa mới cho xuất khẩu và tiêu dùng nội địa (2005)

Giải thưởng VIFOTEC

- Giống ngô lai đơn V2002 (2003)

- Kỹ thuật ghép cà chua chống bệnh héo rũ vi khuẩn (2005)

- Giống Sắn KM 140 (2010)

Trung tâm
Liên kết website
lịch việt
Thư viện ảnh
Video
Thiết lập chuỗi giá trị nông sản thông minh và an toàn tại Việt Nam Cà chua bi

Thống kê truy cập
 Đang trực tuyến :  8
 Số lượt truy cập :  33182959
Enzime cố định cacbon hiệu quả nhất thế giới đang dần trở nên tốt hơn
Thứ tư, 27-03-2024 | 05:54:58

Nghiên cứu mới do Đại học Oxford dẫn đầu đã phát hiện ra rằng rubisco – loại enzyme cung cấp năng lượng cho mọi sự sống trên Trái đất – cuối cùng không bị kẹt trong một lối mòn tiến hóa. Phân tích lớn nhất về rubisco từng phát hiện ra rằng nó luôn cải tiến - chỉ rất, rất chậm. Những hiểu biết sâu sắc này có khả năng mở ra những con đường mới để tăng cường an ninh lương thực. Kết quả đã được công bố trong Kỷ yếu của Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia [PNAS].

 

Enzyme dồi dào nhất trên Trái đất, rubisco, đã cung cấp năng lượng thúc đẩy sự sống trên hành tinh của chúng ta trong ba tỷ năm qua. Trong khi rubisco xử lý được hàng tỷ tấn CO2 mỗi năm thì enzym nổi tiếng là kém hiệu quả. Điều này đã tạo ra một nghịch lý sinh học khiến các nhà nghiên cứu bối rối trong nhiều thập kỷ. Tại sao enzyme đã cung cấp nhiên liệu cho sự sống trong hơn 3 tỷ năm lại không thực hiện công việc của mình tốt hơn? Nhiều nhà khoa học thực vật đã tranh luận liệu enzyme này có bị mắc kẹt trong 'vòng tiến hóa' hay không, khiến nó không thể tốt hơn được nữa.

 

“Chúng tôi đã chỉ ra rằng rubisco không bị đóng băng theo thời gian mà thay vào đó liên tục phát triển để trở nên tốt hơn. Bây giờ chúng tôi cần hiểu các yếu tố đang cản trở rubisco để chúng tôi có thể nhận ra tiềm năng thực sự của nó”.

Tác giả cao cấp Giáo sư Steven Kelly (Khoa Sinh học, Đại học Oxford)

 

Nhưng nghiên cứu mới của Đại học Oxford đã tiết lộ rằng rubisco đang liên tục được cải tiến, nhưng sự cải thiện này đang diễn ra với tốc độ rất chậm.

 

Tác giả chính Jacques Bouvier, một sinh viên DPhil tại Khoa Sinh học của Oxford, đã cho biết: ‘Nghiên cứu của chúng tôi lần đầu tiên chứng minh rằng quá trình tiến hóa luôn cải thiện rubisco và có thể cải thiện thêm enzyme. Điều quan trọng là cái nhìn sâu sắc này mang lại sự lạc quan mới cho những nỗ lực chế tạo enzyme để giúp nuôi sống thế giới”.

 

Các nhà nghiên cứu đã phân tích trình tự gen rubisco từ nhiều loại sinh vật quang hợp và lần đầu tiên định lượng được tốc độ tiến hóa của rubisco. Họ đã phát hiện ra rằng trình tự của nó đã thay đổi theo từng phút với chỉ một lần thay đổi base DNA mỗi 900.000 năm – một sự tương phản hoàn toàn với bộ gen của Covid-19, chẳng hạn, đang phát triển một thay đổi cơ sở cứ sau hai tuần. Điều này khiến rubisco nằm trong số 1% gen tiến hóa chậm nhất trên Trái đất.

 

Mặc dù tốc độ thay đổi chậm nhưng các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra rằng enzyme đang khai thác quá trình tiến hóa này để cố định CO2 tốt hơn. Các tác giả cũng nhận thấy rằng quá trình cố định CO2 được cải thiện dần dần này đang dẫn đến sự cải thiện quá trình quang hợp; thực vật đang tiến hóa để chuyển hóa CO2 thành đường tốt hơn, nhưng tốc độ cải thiện chậm đến mức có vẻ như bị đóng băng.

 

Trong nhiều thập kỷ, các nhà khoa học đã mong muốn tạo ra một loại rubisco cải tiến để thúc đẩy tăng trưởng và năng suất cây trồng. Nhưng bất chấp nhiều nỗ lực, thành công vẫn còn hạn chế và nhiều người tự hỏi liệu rubisco đã được tối ưu hóa hay chưa, khiến những nỗ lực này trở nên vô ích. Tuy nhiên, những hiểu biết sâu sắc từ nghiên cứu này mang lại hy vọng mới. Đặc biệt, việc làm sáng tỏ bí ẩn về điều gì đang kìm hãm tốc độ tiến hóa của rubisco có thể khám phá ra những cách mới để nâng cao năng suất cây trồng.

 

 

Rubisco, được cho là enzyme dồi dào nhất trên hành tinh, xúc tác quá trình cố định carbon dioxide trong quá trình quang hợp. Đây là mô hình rubisco từ rau bina. Nguồn: Taylor, T.C., Andersson, I. Wikimedia Commons.

 

Jacques Bouvier nói thêm: “Vì rubisco đồng hóa các loại đường cung cấp năng lượng cho sự sống trên Trái đất nên việc cải thiện loại enzyme này là một trong những con đường hứa hẹn nhất giúp chống lại tình trạng mất an ninh lương thực. Đã có cuộc tranh luận sôi nổi về việc liệu có thể cải thiện enzyme hay không; nghiên cứu mới của chúng tôi cung cấp câu trả lời rõ ràng cho câu hỏi này. Nếu sự tiến hóa có thể cải thiện rubisco thì chúng ta cũng có thể”.

 

Cái nhìn sâu sắc mới này khuyến khích những nỗ lực nhằm tăng năng suất cây lương thực, chất xơ và nhiên liệu bằng cách nhắm mục tiêu vào kỹ thuật rubisco. Cải thiện rubisco có thể là chìa khóa để hỗ trợ nhu cầu thực phẩm của dân số toàn cầu đang ngày càng tăng.

 

Đỗ Thị Nhạn theo Đại học Oxford.

Trở lại      In      Số lần xem: 104

[ Tin tức liên quan ]___________________________________________________
  • Bản đồ di truyền và chỉ thị phân tử trong trường hợp gen kháng phổ rộng bệnh đạo ôn của cây lúa, GEN Pi65(t), thông qua kỹ thuật NGS
  • Bản đồ QTL chống chịu mặn của cây lúa thông qua phân tích quần thể phân ly trồng dồn của các dòng con lai tái tổ hợp bằng 50k SNP CHIP
  • Tuần tin khoa học 479 (16-22/05/2016)
  • Áp dụng huỳnh quang để nghiên cứu diễn biến sự chết tế bào cây lúa khi nó bị nhiễm nấm gây bệnh đạo ôn Magnaporthe oryzae
  • Vai trò của phân hữu cơ chế biến trong việc nâng cao năng năng suất và hiệu quả kinh tế cho một số cây ngắn ngày trên đất xám đông Nam Bộ
  • Tuần tin khoa học 475 (18-24/04/2016)
  • Vi nhân giống cây măng tây (Asparagus officinalis L.)
  • Thiết lập cách cải thiện sản lượng sắn
  • Nghiên cứu xây dựng hệ thống dự báo, cảnh báo hạn hán cho Việt Nam với thời hạn đến 3 tháng
  • Liệu thủ phạm chính gây nóng lên toàn cầu có giúp ích được cho cây trồng?
  • Tuần tin khoa học 478 (09-15/05/2016)
  • Sinh vật đơn bào có khả năng học hỏi
  • Côn trùng có thể tìm ra cây nhiễm virus
  • Bản đồ QTL liên quan đến tính trạng nông học thông qua quần thể magic từ các dòng lúa indica được tuyển chọn
  • Nghiên cứu khẳng định số loài sinh vật trên trái đất nhiều hơn số sao trong giải ngân hà chúng ta
  • Cơ chế di truyền và hóa sinh về tính kháng rầy nâu của cây lúa
  • Vật liệu bọc thực phẩm ăn được, bảo quản trái cây tươi hơn 7 ngày mà không cần tủ lạnh
  • Giống đậu nành chống chịu mặn có GEN gmst1 làm giảm sự sinh ra ROS, tăng cường độ nhạy với ABA, và chống chịu STRESS phi sinh học của cây Arabidopsis thaliana
  • Khám phá hệ giác quan cảm nhận độ ẩm không khí ở côn trùng
  • Phương pháp bền vững để phát triển cây lương thực nhờ các hạt nano
Designed & Powered by WEBSO CO.,LTD