Kako izboljšati fotosintezo?

Rastline, alge in nekateri mikroorganizmi v procesu fotosinteze pretvarjajo ogljikov dioksid v sladkorje. Raziskovalna skupina z Inštituta Maxa Plancka za kopensko mikrobiologijo in ETH Züricha v reviji Science poroča, da so v laboratoriju sestavili ciklično pot več encimov za pretvarjanje ogljikovega dioksida v sladkor. Njihov cikel deluje kar v vodni raztopini in je tudi učinkovitejši od naravnih encimskih ciklov v fotosintetskih organizmih.

Encimi so proteini, ki katalizirajo pretvorbo ene molekule v drugo. Nekateri encimi so bolj učinkoviti pri pretvorbi oziroma so hitrejši, drugi pa manj. Najmanj učinkovit encim v sklopu oziroma ciklu reakcij določa učinkovitost celotnega procesa. Tako kot je veriga močna le toliko, kolikor je močan njen najšibkejši člen.

Znanstveniki in znanstvenica so si teoretično zamislili povsem novo pot encimskih pretvorb ogljikovega dioksida v sladkor, ki bi bila še bolj učinkovita od naravnih fotosintetskih ciklov. Nato pa so v podatkovnih zbirkah poiskali encime, ki že obstajajo v naravi in bi bili najustreznejši za njihovo pot. Izbrani encimi izvirajo iz najrazličnejših organizmov, od bakterij do človeka.

V praktičnem delu raziskave so naredili raztopino z vsemi sedemnajstimi izbranimi encimi in vanjo uvajali ogljikov dioksid. Nato so merili koncentracije vmesnih produktov encimskih pretvorb in končnega produkta, sladkorja. Na podlagi teh podatkov so zaznali, kateri so najmanj učinkoviti encimi v tem ciklu. Tiste najmanj učinkovite so nato načrtno mutirali, da so dobili njihove učinkovitejše različice. Ko so v raztopino dodali mutirane encime, se je povečala učinkovitost celotnega procesa oziroma, z drugimi besedami, iz iste količine ogljikovega dioksida so lahko dobili več sladkorja.

Raziskava spada na področje sintezne biologije. Če vas zanima več o tej novi vedi na presečišču biologije in inženirstva, vas vabimo k poslušanju oddaje Frequenza della scienza o sintezni biologiji danes ob osmih zvečer.

Ogljikov dioksid ustvarja tudi Angelika.