Per decenni, la crescita demografica sempre crescente ha fatto preoccupare le persone per la sostenibilità a lungo termine del nostro pianeta. Forse la preoccupazione più grande? Il modo migliore per nutrire tutti. Alla ricerca di una soluzione a questo problema, gli scienziati della Washington University di St. Louis hanno cercato un mezzo con cui le piante possano farlo creare il proprio fertilizzante. Una svolta di questo tipo potrebbe significare che gli agricoltori non dovrebbero più acquistarlo e spargerlo manualmente sui loro raccolti affinché crescano.
La loro soluzione innovativa prevede l’uso di un batterio geneticamente modificato in grado di estrarre il fertilizzante dal nulla. Poiché l’azoto biodisponibile è un nutriente fondamentale per la produttività delle colture, questo potrebbe rivelarsi un punto di svolta in agricoltura.
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“Una soluzione sostenibile e a lungo termine sarà che le piante fisseranno il proprio azoto”, Himadri Pakrasi, professore nel dipartimento di biologia delle arti e delle scienze, ha detto a Digital Trends. “L’energia necessaria può provenire dal sole attraverso la fotosintesi. Tuttavia, la fissazione biologica dell’azoto nei batteri è catalizzata dalla nitrogenasi, un enzima avvelenato dall’ossigeno, il prodotto della fotosintesi. La notizia entusiasmante del nostro studio è che siamo stati in grado di progettare la azotosi funzionale nei cianobatteri che eseguono la fotosintesi e producono anche ossigeno. Questo è un passo importante verso la progettazione futura di colture che fissano l’azoto”.
Per il loro studio, i ricercatori sono riusciti a isolare i geni di un cianobatterio chiamato cyanothece, che effettua la fotosintesi durante giorno e utilizza l'azoto per creare clorofilla per la fotosintesi durante la notte, per poi unirli in un altro tipo di cianobatteri. Di conseguenza, questo nuovo tipo di cianobatteri è stato anche in grado di estrarre l’azoto dall’aria. Anche se il lavoro è ancora in una fase relativamente iniziale, si spera che il risultato finale sarà quello di applicare questi risultati per creare impianti che fissano l’azoto.
“Progettare impianti che fissano l’azoto è una grande sfida in agricoltura, e ci vorrà del tempo per realizzare questo sogno”, ha detto Pakrasi. “In collaborazione con altri scienziati vegetali, proveremo prossimamente a emulare il nostro approccio ingegneristico ai cianobatteri nelle piante vascolari”.
Un articolo che descrive il lavoro, "Ingegnerizzazione dell'attività di fissazione dell'azoto in un fototrofo ossigenico", è stato recentemente pubblicato sulla rivista mBio.
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