Massachusetts Teknoloji Enstitüsü’nden (MIT) bilim insanları, fotosentezin temel ancak yavaş çalışan enzimi rubiskoyu genetik olarak geliştirerek, verimliliğini yüzde 25 oranında artırmayı başardı. Bu gelişme, bitki büyümesini hızlandırarak tarımda çığır açabilecek yeni uygulamaların önünü açabilir.
ENERJİ KAYBINA SON
Fotosentez sırasında karbondioksiti şekere dönüştüren rubisko, saniyede yalnızca 1 ila 10 reaksiyon gerçekleştirebilen oldukça yavaş bir enzim. Üstelik oksijenle karışarak enerji kaybına yol açan bir yan reaksiyon da yaratabiliyor. MIT araştırmacıları, bu sorunu çözmek için Gallionellaceae bakterisinden alınan bir rubisko formunu genetik olarak yeniden yapılandırdı.
YÖNLENDİRİLMİŞ EVRİMLE GELİŞİM
Çalışma, Shoulders Laboratuvarı tarafından geliştirilen “MutaT7” adlı yeni bir mutagenez tekniğiyle yürütüldü. Sürekli yönlendirilmiş evrim yöntemi sayesinde, araştırmacılar enzim üzerinde çok daha fazla mutasyonu test ederek daha etkili bir yapı elde etti.
MIT Kimya Profesörü Matthew Shoulders, "Bu, rubiskonun daha iyi çalışacak şekilde genetik olarak geliştirilebileceğinin güçlü bir kanıtı" diyerek, tekniğin diğer rubisko türlerine de uygulanabileceğini belirtti.
TARIMSAL VERİMLİLİĞE UMUT
Elde edilen üç mutasyon, rubiskonun oksijen yerine karbondioksitle daha etkili etkileşime girmesini sağladı. Böylece fotosentezdeki enerji kayıplarının azalması hedefleniyor. MIT araştırmacısı Robert Wilson, “Bu, rubisko mühendisliğinde yepyeni bir aşama” ifadesini kullandı.
Bitkilerdeki rubiskonun da bu teknikle geliştirilmesi, fotorespirasyon yoluyla kaybedilen enerjinin geri kazanılması anlamına gelebilir. Bu da doğrudan ürün verimini artırma potansiyeli taşıyor.
GENİŞ UYGULAMA ALANI
Araştırma, sadece tarımda değil, karbon tutma sistemlerinden biyoyakıt üretimine kadar birçok alanda kullanılabilecek gelişmiş fotosentez modellerine zemin hazırlıyor. Uzmanlara göre, bu gelişmeler gelecekte gıda güvenliği ve iklim değişikliğiyle mücadelede de rol oynayabilir.
