آرزو کیهان
گروه علم و فناوری

پژوهشگران مؤسسه فناوری ماساچوست (MIT) موفق شدند عملکرد یکی از کندترین اما حیاتی‌ترین آنزیم‌های طبیعت یعنی «روبیسکو» که نقش عمده‌ای در فتوسنتز گیاهان دارد را با یک روش پیشرفته تکامل درون‌سلولی، بهبود بخشند. این آنزیم معمولاً مستعد واکنش‌های زائد با اکسیژن است، اما نسخه جدید باکتریایی آن، برای عملکرد بهتر در محیط‌های غنی از اکسیژن تکامل یافته است و می‌تواند با بهبود فرآیند فتوسنتز، راه افزایش بازده محصولات کشاورزی را هموار کند.در فرآیند فتوسنتز، آنزیم «روبیسکو» واکنش کلیدی ورود دی‌اکسیدکربن به ترکیبات آلی به منظور تولید قندها را کاتالیز می‌کند اما این کار در مقایسه با سایر آنزیم‌های فتوسنتزی، به کندی انجام می‌شود چراکه تنها یک تا ۱۰ واکنش در ثانیه صورت می‌گیرد. پیش‌تر، مطالعاتی که روی آنزیم «روبیسکو» انجام شده بود، با تکنیک «تکامل هدایت‌شده»، بهبودهایی کوچک در پایداری و محلولیت این آنزیم پدید آورده بود. در این روش، پروتئین طبیعی به‌طور تصادفی دچار جهش می‌شد و سپس برای ویژگی‌های مطلوب جدید مورد غربالگری قرار می‌گرفت. اما تیم MIT از روشی جدیدتر با نام 
«MutaT7» استفاده کرد. این تکنیک با فراهم کردن امکان جهش‌زایی و غربالگری درون سلول‌های زنده، سرعت فرآیند را به‌شکل چشمگیری افزایش می‌دهد. همچنین این روش اجازه می‌دهد جهش‌های بیشتری در ژن هدف ایجاد شود. از پیامدهای بالقوه این پیشرفت می‌توان به افزایش سرعت فتوسنتز در گیاهان مهندسی‌شده، تولید محصولات کشاورزی با بازده بالاتر در شرایط اقلیمی‌متغیر و کاربرد در زیست‌فناوری برای جذب بیشتر دی‌اکسید کربن از جو اشاره کرد. با این روش بهینه‌سازی فتوسنتز، می‌توان به نوعی به انقلاب زیستی در کشاورزی مدرن نزدیک شد.