במשך עשרות שנים, גידול באוכלוסיה הולך וגדל גרם לאנשים לדאוג לגבי הקיימות ארוכת הטווח של הפלנטה שלנו. אולי הדאגה הגדולה ביותר? איך הכי טוב להאכיל את כולם. בחיפוש אחר פתרון לבעיה זו, מדענים מאוניברסיטת וושינגטון בסנט לואיס חיפשו אחר אמצעי שבאמצעותו צמחים יכולים ליצור דשן משלהם. פריצת דרך כזו יכולה לגרום לכך שהחקלאים לא יצטרכו עוד לקנות ולפזר אותו ידנית על היבולים שלהם כדי שיגדלו.
הפתרון החדשני שלהם כולל חיידק מהונדס גנטית שמסוגל לשלוף דשן מהאוויר. מכיוון שחנקן זמין ביולוגי הוא רכיב תזונתי קריטי לפריון היבול, זה יכול להתברר כמשנה משחק חקלאי.
סרטונים מומלצים
"פתרון בר-קיימא לטווח ארוך יהיה הצמחים שיקבעו את החנקן שלהם בעצמם", הימאדרי פאקרסי, פרופסור במחלקה לביולוגיה באמנויות ומדעים, סיפר ל-Digital Trends. "האנרגיה הנדרשת יכולה להגיע מהשמש באמצעות פוטוסינתזה. עם זאת, קיבוע חנקן ביולוגי בחיידקים מזורז על ידי ניטרוגנאז, אנזים המורעל על ידי חמצן, תוצר של פוטוסינתזה. החדשות המרגשות מהמחקר שלנו הן שהצלחנו להנדס ניטרוגנאז פונקציונלי בציאנובקטריות שמבצעות פוטוסינתזה וגם מייצרות חמצן. זהו צעד חשוב לקראת הנדסת גידולים מקבעי חנקן בעתיד".
לצורך מחקרם, החוקרים הצליחו לבודד גנים בציאנובקטריה הנקראת cyanothece, המבצעת פוטוסינתזה במהלך היום ומשתמש בחנקן כדי ליצור כלורופיל לפוטוסינתזה במהלך הלילה, ואז מחבר אותם לסוג אחר של ציאנובקטריה. כתוצאה מכך, סוג חדש זה של ציאנובקטריה הצליח גם למשוך חנקן מהאוויר. למרות שהעבודה עדיין בשלב מוקדם יחסית, הם מקווים שהתוצאה הסופית תהיה ליישם את הממצאים הללו ליצירת צמחים מקבעים חנקן.
"הנדסת מפעלים לקיבוע חנקן היא אתגר גדול בחקלאות, וייקח זמן מה להגשים את החלום הזה", אמר פקראסי. "בשיתוף פעולה עם מדעני צמחים אחרים, ננסה בשלב הבא לחקות את הגישה ההנדסית הציאנובקטריאלית שלנו בצמחי כלי דם".
מאמר המתאר את העבודה, "הנדסת פעילות קיבוע חנקן בפוטטרוף חמצן", היה פורסם לאחרונה בכתב העת mBio.
המלצות עורכים
- צמחים מהונדסים גנטית יכולים לעזור להגיע לשורש שינוי האקלים
שדרג את אורח החיים שלךמגמות דיגיטליות עוזרות לקוראים לעקוב אחר עולם הטכנולוגיה המהיר עם כל החדשות האחרונות, ביקורות מהנות על מוצרים, מאמרי מערכת מעוררי תובנות והצצות מיוחדות במינן.
