수십 년 동안 계속 증가하는 인구 증가로 인해 사람들은 지구의 장기적인 지속 가능성에 대해 걱정하게 되었습니다. 아마도 가장 큰 관심사일까요? 모두에게 먹이를 주는 최선의 방법. 이 문제에 대한 해결책을 찾기 위해 세인트루이스에 있는 워싱턴 대학의 과학자들은 식물이 다음과 같은 방법을 모색해 왔습니다. 스스로 비료를 만들어라. 그러한 획기적인 발전은 농부들이 더 이상 농작물을 재배하기 위해 그것을 구입하여 농작물에 수동으로 뿌릴 필요가 없다는 것을 의미할 수 있습니다.
그들의 혁신적인 솔루션에는 희박한 공기에서 비료를 끌어낼 수 있는 유전자 조작 박테리아가 포함됩니다. 생물학적 이용 가능한 질소는 작물 생산성에 중요한 영양소이기 때문에 이는 농업의 판도를 바꾸는 요소가 될 수 있습니다.
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"장기적이고 지속 가능한 해결책은 식물이 스스로 질소를 고정하는 것입니다." 히마드리 파크라시, 예술 및 과학 생물학과 교수는 Digital Trends에 말했습니다. “필요한 에너지는 광합성을 통해 태양에서 나올 수 있습니다. 그러나 박테리아의 생물학적 질소 고정은 광합성의 산물인 산소에 의해 중독되는 효소인 질소 분해 효소에 의해 촉매됩니다. 우리 연구의 흥미로운 소식은 광합성을 수행하고 산소를 생성하는 시아노박테리아의 기능성 질소효소를 조작할 수 있다는 것입니다. 이는 미래의 질소 고정 작물 공학을 향한 중요한 단계입니다.”
연구를 위해 연구자들은 시아노테세(Cyanothece)라고 불리는 시아노박테리아에서 유전자를 분리할 수 있었습니다. 낮에는 질소를 사용하여 밤에는 광합성을 위한 엽록소를 생성한 다음 이를 다른 유형의 엽록소로 접합합니다. 시아노박테리아. 그 결과, 이 새로운 유형의 시아노박테리아는 공기에서 질소를 끌어낼 수도 있었습니다. 연구는 아직 상대적으로 초기 단계에 있지만, 최종 결과는 이러한 발견을 질소 고정 식물을 만드는 데 적용하는 것이 될 것이라고 그들은 희망하고 있습니다.
Pakrasi는 “질소 고정 공장을 엔지니어링하는 것은 농업에서 큰 도전이며 이 꿈을 달성하는 데는 시간이 좀 걸릴 것입니다.”라고 말했습니다. "다른 식물 과학자들과 협력하여 우리는 관다발 식물에서 시아노박테리아 공학적 접근 방식을 모방하려고 시도할 것입니다."
"산소성 광영양체의 질소 고정 활동 공학"이라는 연구를 설명하는 논문은 다음과 같습니다. 최근 mBio 저널에 게재됨.
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