Инженерные ферменты могут помочь растениям адаптироваться к более высоким температурам

Исследователи из Университета штата Мичиган (лаборатория Уокера) ищут способы помочь растениям адаптироваться к изменяющимся температурным условиям. Их цель — повысить термоустойчивость растений с помощью инженерных ферментов.

Цель исследования: подготовить сельское хозяйство к изменению климата и помочь сохранить урожайность в условиях повышения глобальных температур.

Объект исследования: фермент глицерат-3-киназа (GLYK) у растения Arabidopsis thaliana (резуховидка Таля). Этот фермент завершает ключевой процесс фотодыхания, который становится ещё важнее при росте температур.

Метод: Учёные изучили ферменты термофильной водоросли Cyanidioschyzon merolae, обитающей в кислых вулканических горячих источниках. Используя модели искусственного интеллекта и молекулярную динамику, они определили участки фермента (так называемые "петли"), ответственные за его термостабильность. Эти петли были внедрены в фермент GLYK резуховидки.

Результат: Модифицированный фермент Arabidopsis показал повышенную термоустойчивость. Это может позволить растению лучше адаптироваться к изменяющемуся климату.

Контекст: Повышенные температуры драматически влияют на многие сельскохозяйственные культуры, снижая их урожайность. Например, у Brassica rapa (горчица полевая) высокая температура может останавливать фотосинтез.

Следующий шаг: Внедрить эти инженерные, более термоустойчивые ферменты в модельное растение Arabidopsis, чтобы увидеть реакцию целого организма.

Значение работы: Исследование предлагает стратегию, которую можно применить к любому ферменту, чтобы повысить его способность функционировать в более тёплых условиях.