แบคทีเรียที่ได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมอาจช่วยให้พืชในอนาคตสามารถปฏิสนธิได้

เป็นเวลาหลายทศวรรษแล้วที่การเติบโตของประชากรที่เพิ่มมากขึ้นทำให้ผู้คนกังวลเกี่ยวกับความยั่งยืนในระยะยาวของโลกของเรา บางทีความกังวลที่ใหญ่ที่สุด? วิธีที่ดีที่สุดที่จะเลี้ยงทุกคน นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยวอชิงตันในเมืองเซนต์หลุยส์กำลังมองหาวิธีแก้ไขปัญหานี้ โดยกำลังค้นหาวิธีที่พืชสามารถทำได้ สร้างปุ๋ยของตัวเอง. ความก้าวหน้าดังกล่าวอาจหมายความว่าเกษตรกรไม่จำเป็นต้องซื้อและเกลี่ยพืชผลด้วยตนเองเพื่อให้พวกเขาเติบโตอีกต่อไป

โซลูชั่นเชิงนวัตกรรมของพวกเขาเกี่ยวข้องกับแบคทีเรียดัดแปลงพันธุกรรมที่สามารถดึงปุ๋ยออกจากอากาศบางๆ ได้ เนื่องจากไนโตรเจนทางชีวภาพเป็นสารอาหารที่สำคัญต่อผลผลิตพืช สิ่งนี้อาจกลายเป็นตัวเปลี่ยนเกมทางการเกษตรได้

“วิธีแก้ปัญหาระยะยาวและยั่งยืนคือพืชสามารถตรึงไนโตรเจนของตัวเองได้” ฮิมาดรี ปากราซีศาสตราจารย์ในภาควิชาชีววิทยาสาขาศิลปะและวิทยาศาสตร์บอกกับ Digital Trends “พลังงานที่ต้องการสามารถมาจากดวงอาทิตย์ผ่านการสังเคราะห์ด้วยแสง อย่างไรก็ตาม การตรึงไนโตรเจนทางชีวภาพในแบคทีเรียจะถูกเร่งโดยไนโตรเจนเนส ซึ่งเป็นเอนไซม์ที่ได้รับพิษจากออกซิเจน ซึ่งเป็นผลจากการสังเคราะห์ด้วยแสง ข่าวที่น่าตื่นเต้นจากการศึกษาของเราก็คือ เราสามารถสร้างเอนไซม์ไนโตรเจนเชิงฟังก์ชันในไซยาโนแบคทีเรียที่ทำหน้าที่สังเคราะห์แสงและผลิตออกซิเจนได้ด้วย นี่เป็นก้าวสำคัญในการสร้างพืชที่ตรึงไนโตรเจนในอนาคต”

ในการศึกษานี้ นักวิจัยสามารถแยกยีนในไซยาโนแบคทีเรียที่เรียกว่าไซยาโนเทซ ซึ่งทำหน้าที่สังเคราะห์แสงในระหว่าง และใช้ไนโตรเจนเพื่อสร้างคลอโรฟิลล์เพื่อสังเคราะห์แสงในตอนกลางคืน แล้วนำมาต่อเป็นอีกประเภทหนึ่ง ไซยาโนแบคทีเรีย เป็นผลให้ไซยาโนแบคทีเรียชนิดใหม่นี้สามารถดึงไนโตรเจนจากอากาศได้เช่นกัน แม้ว่างานยังอยู่ในขั้นเริ่มต้น แต่พวกเขาหวังว่าผลลัพธ์สุดท้ายจะเป็นการนำสิ่งที่ค้นพบเหล่านี้ไปประยุกต์ใช้เพื่อสร้างโรงงานตรึงไนโตรเจน

“วิศวกรรมโรงงานตรึงไนโตรเจนถือเป็นความท้าทายครั้งใหญ่ในภาคเกษตรกรรม และต้องใช้เวลาระยะหนึ่งกว่าจะบรรลุความฝันนี้” นายปากระสีกล่าว “ด้วยความร่วมมือกับนักวิทยาศาสตร์ด้านพืชคนอื่นๆ เราจะพยายามจำลองแนวทางวิศวกรรมไซยาโนแบคทีเรียในพืชที่มีท่อลำเลียงต่อไป”

บทความที่อธิบายงาน "กิจกรรมการตรึงไนโตรเจนเชิงวิศวกรรมใน Phototroph แบบออกซิเจน" คือ ตีพิมพ์เมื่อเร็ว ๆ นี้ในวารสาร mBio.

คำแนะนำของบรรณาธิการ

• พืชดัดแปลงพันธุกรรมสามารถช่วยเข้าถึงต้นตอของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศได้

อัพเกรดไลฟ์สไตล์ของคุณDigital Trends ช่วยให้ผู้อ่านติดตามโลกแห่งเทคโนโลยีที่เปลี่ยนแปลงไปอย่างรวดเร็วด้วยข่าวสารล่าสุด รีวิวผลิตภัณฑ์สนุกๆ บทบรรณาธิการที่เจาะลึก และการแอบดูที่ไม่ซ้ำใคร