Ix-xjentisti żviluppaw teknika ta 'editjar tal-ġenoma tal-kloroplast li ttejjeb b'mod sinifikanti l-fotosintesi u t-tkabbir tal-pjanti billi tintroduċi bidliet preċiżi fl-enzima Rubisco, li hija proteina ewlenija iżda relattivament ineffiċjenti involuta fl-iffissar tal-karbonju tal-pjanti. Ir-riċerka, ippubblikata fiKomunikazzjonijiet tan-Natura, wera li modifiki mmirati żiedu l-prestazzjoni fotosintetika, il-produzzjoni tal-bijomassa, u l-effiċjenza fl-użu tal-ilma-fil-mudell tal-impjantArabidopsis thaliana. Dawn is-sejbiet jenfasizzawmogħdija potenzjali għall-iżvilupp ta' uċuħ tar-raba' aktar produttivi taħt kundizzjonijiet klimatiċi futuri.
Billi użaw teknoloġija tal-editjar tal-bażi tal-kloroplast-, ir-riċerkaturi introduċew sostituzzjonijiet ta' aċidi amminiċi singoli fis-subunità kbira Rubisco mingħajr ma inkorporaw DNA barrani fil-ġenoma tal-pjanta. Żewġ mutazzjonijiet speċifiċi, M309I u D397N, tejbu l-attività katalitika tal-enzima, li ppermettew lill-pjanti jassimilaw aktar karbonju taħt konċentrazzjonijiet elevati tad-dijossidu tal-karbonju atmosferiku kemm kurrenti kif ukoll ipproġettati. Il-pjanti editjati wrew daqs akbar ta 'rimjiet u għerq, żona tal-weraq estiża, u rendimenti ogħla taż-żerriegħa filwaqt li żammew kontenut normali ta' Rubisco u klorofilla.
Dawn is-sejbiet jindirizzaw sfida fit-tul fil-bijoteknoloġija tal-pjanti. Għalkemm Rubisco huwa ċentrali għall-fotosintesi, ir-rata katalitika relattivament bil-mod tagħha għandha produttività limitata tal-uċuħ tar-raba 'għal għexieren ta' snin. Tentattivi preċedenti biex tiddisinja mill-ġdid jew tissostitwixxi l-enzima ħafna drabi ħarbtu l-assemblaġġ tagħha jew naqqsu t-tkabbir tal-pjanti. B'kuntrast, dan l-istudju juri li modifiki żgħar u mmirati għall-ġene Rubisco eżistenti jistgħu jtejbu l-prestazzjoni tiegħu filwaqt li jippreservaw l-iżvilupp normali tal-pjanti.
Ir-riċerkaturi osservaw ukoll li l-pjanti modifikati kisbu effiċjenza ogħla fl-użu ta' l-ilma-, hekk kif il-fotosintesi żdiedet mingħajr il-ħtieġa ta' ftuħ stomatali akbar. Il-mikroskopija krijo-elettronika wriet li l-mutazzjonijiet biddlu l-flessibbiltà tar-reġjuni li jdawru s-sit attiv ta' Rubisco, u offriet għarfien ġdid dwar kif bidliet strutturali sottili jistgħu jtejbu l-funzjoni tal-enżimi.
L-awturi tal-istudju jinnotaw li l-pożizzjonijiet tal-aċidi amminiċi mmirati huma kkonservati ħafna f'ħafna uċuħ agrikoli, li jindika li dan l-approċċ jista 'jkun applikabbli b'mod wiesa' lil hinnArabidopsis. Hekk kif il-konċentrazzjonijiet atmosferiċi tas-CO₂ ikomplu jiżdiedu, il-varjanti ta’ Rubisco b’rati katalitiċi aktar mgħaġġla jistgħu jippermettu lill-uċuħ tar-raba’ jżommu l-produttività waqt li jużaw l-ilma b’mod aktar effiċjenti f’kundizzjonijiet ta’ tkabbir dejjem aktar diffiċli.
Minħabba li l-proċess ta' editjar tal-kloroplast ma jħallix DNA barrani fil-pjanti finali wara t-tnissil, ir-riċerkaturi jissuġġerixxu li din it-teknoloġija tista' tevita ċerti ostakli regolatorji assoċjati ma' uċuħ tar-raba' ġenetikament konvenzjonali modifikati f'pajjiżi li jirrikonoxxu pjanti ħielsa mill-ġeni-editjati, transġeni{{1} taħt oqfsa emerġenti mhux-GMO.
