Noi cunoștințe despre creșterea absorbției de dioxid de carbon de către plante

Imaginați-vă că puteți crește plante care pot absorbi mai mult dioxid de carbon₂ a atmosferei Pământului și astfel contribuie la rezolvarea problemelor climatice ale lumii. Oamenii au selectat, crescut și îmbunătățit plante pentru a crește producția de alimente și pentru a ne asigura supraviețuirea timp de mii de ani.

Dar funcția primară și cea mai importantă a vieții de pe Pământ – fotosinteza – a fost irelevantă în ceea ce privește selecția sau reproducerea plantelor până în prezent, o epocă în care emisiile de gaze cu efect de seră din activitățile umane amenință planeta noastră. Cu noile tehnologii la îndemână, oamenii de știință din întreaga lume lucrează acum pentru a înțelege procesele interioare ale plantele care conduc la fotosinteza.

Într-un nou studiu publicat în revista științifică PNASCercetătorii de la Departamentul de Științe ale Plantelor și Mediului al Universității din Copenhaga tocmai au descoperit că un grup de proteine ​​din celulele frunzelor plantelor, numite CURT1, joacă un rol mai important în fotosinteză decât se credea anterior.

„Am descoperit că proteinele CURT1 controlează creșterea plantelor frunze verzi Deja din stadiul de sămânță. Astfel, proteinele au un impact semnificativ asupra modului în care se stabilește fotosinteza”, explică profesorul asociat Matthias Priebel, autorul principal al studiului.

Proteine ​​care stimulează fotosinteza

Se credea anterior că proteinele CURT1 joacă un rol mai modest și sunt prezente doar în frunzele complet dezvoltate. Dar folosind cele mai recente tehnici de imagistică (fotografie și echipamente informatice), cercetătorii au mărit de 30.000 de ori creșterea unei serii de plante experimentale Arabidopsis. Acest lucru le-a permis să studieze plantele la nivel molecular. Cercetătorii au putut vedea că proteinele CURT1 existau încă din primele etape ale vieții plantelor lor.

„Ieșirea din sol este un moment crucial pentru plantă, deoarece lumina soarelui o lovește și trebuie rapid să fie fotosintezată pentru a supraviețui. Aici putem vedea că proteinele CURT1 orchestrează procesele care pun fotosinteza în mișcare și permit plantei să supraviețuiască, ceva nu am fost. Îl cunoaștem deja”, explică Matthias Priebel.

Fotosinteza are loc în cloroplaste, care sunt corpuri de formă ovală de 0,005 mm lungime în celulele vegetale, care sunt un tip de organ din celulele unei frunze de plante. În cadrul fiecărei cloroplaste, membrana conține proteinele și alte funcții care fac posibilă fotosinteza.

„Proteinele CURT1 controlează forma acestei membrane, făcând mai ușor pentru alte proteine ​​dintr-o celulă vegetală să se miște și să îndeplinească sarcini importante în jurul fotosintezei, în funcție de modul în care mediul din jurul plantei se schimbă. Aceasta ar putea fi pentru repararea luminii. proteină Când lumina soarelui este intensă sau crește capacitatea de recoltare a cloroplastelor Putere optică Când lumina soarelui este slabă”, explică Pripel.

Absorbție îmbunătățită a dioxidului de carbon în viitor

Noua descoperire oferă o perspectivă mai profundă asupra celei mai importante reacții biochimice de pe Pământ. Într-adevăr, fără plante, nu ar exista nici animale, nici oameni pe planeta noastră. Până acum, descoperirea se aplică doar plantei de creson, dar Pribil ar fi „foarte surprins” dacă importanța proteinelor CURT1 pentru fotosinteză nu s-ar extinde și asupra altor plante.

„Acesta este un pas important pe calea înțelegerii tuturor componentelor care controlează fotosinteza. Întrebarea este dacă putem folosi aceste noi cunoștințe pentru a îmbunătăți CURT1. complex de proteine în plante în general, pentru a îmbunătăți fotosinteza”, spune Matthias Priebel, care adaugă: „O mare parte din cercetările noastre se învârte în jurul producerii Fotosinteză Mai eficient, astfel încât plantele pot absorbi mai mult dioxid de carbon₂. Așa cum am cules și crescut cele mai bune culturi de-a lungul istoriei agriculturii, acum este vorba despre a ajuta natura să devină cel mai bun CO2 posibil.₂ Matthias Priebel spune: