Fotosintesis

Melacak evolusi suatu enzim dalam efisiensi fotosintesis

At09kg : originalWattcle : vector graphics / CC BY-SA

Penelitian ini mencoba mengikuti evolusi dari protein yang berperan dalam meningkatkan efisiensi seluruh proses fotosintesis pada tanaman. Penelitian ini dilakukan oleh CONICET, Fabiana Drincovich, Clarisa Álvarez, dan Mariana Saigo, anggota dari Centro de Estudios Fotsintéticos y Bioquímicos (CEFOBI, CONICET_UNR) bersama dengan kolega dari Jerman dan Uruguay.

Penelitian ini merupakan bagian dari ilmu dasar, yang memiliki hubungan langsung dengan kebutuhan saat ini untuk meningkatkan produksi pangan untuk ketahanan populasi masa depan. Seperti yang dijelaskan Drincovich: “Ada konsensus dalam komunitas ilmiah global bahwa kita perlu bekerja untuk meningkatkan efisiensi fotosintesis dan ketahanan tanaman, karena semua makanan berasal dari rantai: karbon dioksida, cahaya dan tanaman, jadi kita perlu fokus pada peningkatan produksi dan efisiensi fotosintesis untuk generasi masa depan, dan itu perlu ditangani sekarang.

Jalan menuju efisiensi

Sorgum dan jagung menjadi bahan penelitian peneliti, melalui proses biokimia dimana tanaman dapat menghimpun karbon dioksida dan agar mampu menambah jumlah tangkapa karbon sertameningkatkan efisiensi fotosintesis, mereka melakukan serangkaian perubahan sifat-sifat tertentu Enzim yang berperan pada siklus tersebut. “Kami mempelajari apa yang terjadi pada salah satu enzim sehingga mereka dapat beroperasi dengan cara itu dan kami menemukan beberapa perubahan kecil dalam protein yang diterjemahkan menjadi efek penting, yang membuatnya dapat memainkan peran baru ini dan membantu proses fotosintesis yang lebih efisien “, jelas Drincovich. “Laboratorium kami berspesialisasi dalam struktur protein, kami membuat analisis biokimia untuk mengetahui bagaimana peningkatan dalam struktur yang diterjemahkan oleh enzim-enzim ini, “tambah Saigo.

Clarisa Álvarez menjelaskan: “Pekerjaan ini memiliki lingkup luas sehingga kami bekerja dengan Institut Pasteur Montevideo, Uruguay, dengan para peneliti Alejandro Buschiazzo dan Felipe Trajtenberg. Kami mengkristalisasi salah satu protein untuk dapat memecahkan struktur, suatu enzim malic sorgum. Sementara kelompok dari Jerman kami mengkristalisasi protein enzim malat jagung. Dari hasil perbandingan kedua struktur ini, bersama dengan perbandingan lainnya yang tidak memiliki sifat-sifat tersebut, kami dapat menentukan beberapa karakteristik khas yang memberikan keuntungan fotosintesis pada enzim-enzim ini sehingga kami dapat menentukan struktur kristalinnya.

Para peneliti menambahkan, bahwa jagung dan sorgum adalah dua spesies yang menyajikan mekanisme peningkatan efisiensi fotosintesis karena mereka menghimpun karbon dioksida. “Kami mengambil kedua spesies tersebut sebagai model untuk menganalisis proteinnya dan membandingkannya dengan spesies lain yang tidak memiliki karakteristik tersebut, untuk melihat bagaimana protein berevolusi menjadi bentuk-bentuk yang memungkinkannya memiliki keunggulan ini. Kami mendeteksi perubahan yang sangat kecil, Namun sangat penting dalam sifat enzim sehingga mereka dapat berperilaku seperti itu, “ jelas peneliti.

Kelompok penelitian dari jerman yang berpartisipasi dalam penelitian ini terdiri dari peneliti Veronica Maurino, yang pernah belajar di Universidad Nacional de Rosario dan mantan sarjana doktor CONICET.

“Ilmu pengetahuan adalah multidisiplin, bekerja sendiri sudah bukan zamannya lagi. Kolaborasi dengan berbagai tempat yang memberikan publikasi yang punya berdampak dan dengan aplikasi sosial. Selain itu, Berkolaborasi dengan laboratorium lain memudahkan kita mengakses alat yang tidak kita miliki di sini. Ada defisit anggaran dalam sains dan melalui berbagai kolaborasi, bekerja bersama, masalah tersebut terpecahkan. Ilmuwan kami memiliki keterampilan, keinginan, gagasan, dan inisiatif dan sering kali mereka tidak dapat diimplementasikan karena masalah ini, ” tegas Drincovich

Jurnal Referensi:

Alvarez, C. E., Bovdilova, A., Höppner, A., Wolff, C. C., Saigo, M., Trajtenberg, F., … & Lercher, M. J. (2019). Molecular adaptations of NADP-malic enzyme for its function in C4 photosynthesis in grasses. Nature plants5(7), 755-765. https://doi.org/10.1038/s41477-019-0451-7

Tautan ke artikel asli: Fotosíntesis más eficiente: siguiendo la evolución de una enzima / Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas

Diterjemahkan oleh saintifia dengan seizin dari yang bersangkutan, segala kesalahan penerjemahan menjadi tanggungjawab kami.