به زودی، کشف مهم در زمینه فتوسنتز

فتوسنتز یکی از پیچیده ترین و مهم ترین فرآیندهاست و نقطه ی آغاز زنجیره ی غذایی در کره زمین محسوب می شود. با اینکه بیش از ۱۰۰ نوع از پروتئین ها مدل سازی شده اند، دانشمندان هنوز به دنبال کشف پروتئین هایی هستند که می توانند برای افزایش بازدهی محصول مهندسی شوند، چنانکه دانشمندان این مسئله را به تازگی در مجله علوم (science) اثبات کرده اند.

فتوسنتز یکی از پیچیده ترین و مهم ترین فرآیندهاست و نقطه ی آغاز زنجیره ی غذایی در کره زمین محسوب می شود. با اینکه بیش از ۱۰۰ نوع از پروتئین ها مدل سازی شده اند، دانشمندان هنوز به دنبال کشف پروتئین هایی هستند که می توانند برای افزایش بازدهی محصول مهندسی شوند، چنانکه دانشمندان این مسئله را به تازگی در مجله علوم (science) اثبات کرده اند. در حال حاضر پژوهشگران اسراری درباره یک نوع پروتئین دیگر به نام CP۱۲ را آشکار کرده اند که آگاهی کامل نسبت به آن می تواند راه دیگری را برای افزایش تولید در آینده فراهم کند.

سه شکل از پروتئین CP۱۲ وجود دارد که آنزیم های GAPDH و PRK را تنظیم می کند. این آنزیم ها را به شکل اسب های بارکش و CP۱۲ را به عنوان مهتری که عنان اسب ها را به دست دارد در نظر بگیرید. CP۱۲ به آنها می گوید که زمانی که روشنایی روز وجود دارد مشغول به کار شوند و زمانی که هوا تاریک می شود آن ها را متوقف می کند.

پاتریشیا لوپز، نویسنده ارشد این پژوهش و پژوهشگر پست دکترا در زمینه رو به گسترش فهم کارآیی فتوسنتز، که این پژوهش را نیزهدایت می کند می گوید: "CP۱۲ یک جزء بسیار مهم است چرا که به گیاهان کمک می کند تا به تغییرات سطوح مختلف نور پاسخ دهند، برای مثال زمانی که یک برگ یا ابر بر روی گیاه سایه افکنده باشد، CP۱۲ فعالیت آنزیم ها را برای چند ثانیه متوقف می کند، اما بدون وجود CP۱۲ چند دقیقه طول می کشد تا فعالیت گیاهان کندتر شود، که هزینه آن مصرف انرژی گران بهای گیاه است."

در مقاله ای که در مجله گیاه شناسی تجربی ((experimental botany منتشر شده است، لوپز و همکارانش دریافته اند که همه ی انواع آنزیم های CP۱۲ یکسان عمل نمی کنند. به نظر می رسد که CP۱۲-۳ بخشی از این فرآیند نیست- درحالیکه CP۱۲-۱ و CP۱۲-۲ در این فرآیند نقش دارند و یکدیگر را پوشش می دهند. اگر این سه نوع نباشند گیاه نمی تواند عمل فتوسنتز را به خوبی انجام دهد که منجر به کوچک شدن شدید گیاه و کم و کوچک شدن دانه های آن می شود.

در حقیقت، بدون وجود CP۱۲ که افسار اسب ها را نگه دارد، PRK نیز ناپدید می شود. یکی از نویسندگان این پژوهش، کریستین راینز، استاد فیزیولوژی مولکولی گیاهی در دانشگاه اسکس می گوید: "PRK یک اسب بارکش مهم است که مواد خام را برای آنزیم های روبیسکو فراهم می کند تا آن را تبدیل به کربوهیدرات کنند – قندی که گیاهان برای بزرگتر شدن و تولید محصول بیشتر مصرف می کنند."

دون اورت، دستیار مدیر و از پژوهشگران دپارتمان خدمات پژوهشی کشاورزی در آمریکا و روبرت امرسون استاد زیست شناسی گیاهی در موسسه زیست شناسی ژنتیک کارل واشینگتن می گویند که کشاورزی در حال نزدیک شدن به مرزهای ویژگی های تاثرگذار در بازدهی محصول است؛ چیزی که بخش قابل توجهی از افزایش محصول در قرن گذشته را به پیش رانده است. "بهبود فتوسنتز نوید بخش عبور از مرزها برای افزایش بازده محصولات کشاورزی است، و برای نخستین بار هم دانش مولکولی فتوسنتز و هم ابزار تکنولوژیک قدرتمند برای تبدیل فتوسنتز مهندسی شده به یک هدف واقع بینانه و قابل دستیابی وجود دارد."

مترجم: بهاران پدرام
سایت ایانا