Bakteri E. coli menawarkan jalur untuk meningkatkan fotosintesis

Ilmuwan Universitas Cornell telah merekayasa enzim tanaman utama dan memasukkannya ke dalam bakteri Escherichia coli untuk menciptakan lingkungan eksperimental yang optimal untuk mempelajari cara mempercepat fotosintesis, cawan suci untuk meningkatkan hasil panen.

Metode tersebut dijelaskan dalam sebuah makalah, "Subunit kecil dapat menentukan kinetika enzim tembakau Rubisco yang diekspresikan dalam Escherichia coli," yang diterbitkan dalam jurnal Nature Plants .

Ilmuwan telah mengetahui bahwa  akan meningkat jika mereka dapat mempercepat  , di mana  mengubah karbon dioksida (CO 2 ), air dan cahaya menjadi oksigen dan akhirnya menjadi sukrosa, gula yang digunakan untuk energi dan untuk membangun jaringan tanaman baru.

Para peneliti berfokus pada Rubisco, enzim lambat yang menarik (atau memperbaiki) karbon dari karbon dioksida untuk membuat sukrosa. Bersamaan dengan CO 2 , Rubisco terkadang mengkatalisis reaksi dengan oksigen dari udara, dan ketika terjadi, ia menciptakan produk sampingan beracun dan membuang energi, sehingga membuat fotosintesis menjadi tidak efisien.

"Anda ingin Rubisco tidak berinteraksi dengan oksigen dan juga bekerja lebih cepat," kata Maureen Hanson, profesor biologi molekuler tanaman di Cornell.

Dalam upaya mencapai itu, peneliti mengambil Rubisco dari tanaman tembakau dan merekayasa menjadi E. coli . Tembakau berfungsi sebagai tanaman model umum dalam penelitian. "Kami sekarang dapat melakukan mutasi untuk mencoba meningkatkan enzim dan kemudian mengujinya pada E. coli ," kata Hanson.

Keuntungannya adalah karena bakteri berkembang biak dengan sangat cepat, para peneliti dapat menguji Rubisco yang telah diubah pada E. coli dan mendapatkan hasilnya keesokan harinya. "Jika Anda memperkenalkan Rubisco baru ke dalam sebuah pabrik, Anda harus menunggu beberapa bulan" untuk mendapatkan hasil, katanya.

Pekerjaan awal oleh kelompok lain yang merekayasa tembakau Rubisco menjadi E. coli menyebabkan ekspresi enzim yang sangat lemah. Pada tumbuhan, Rubisco terdiri dari delapan subunit besar dan delapan subunit kecil. Sebuah  mengkodekan setiap subunit besar, tetapi banyak gen mengkodekan setiap subunit kecil. Proses perakitan enzim yang kompleks dan adanya berbagai versi enzim pada tumbuhan telah membuat eksperimen Rubisco sangat sulit.

Dipimpin oleh Myat Lin, rekan penelitian postdoctoral di lab Hanson dan penulis pertama makalah tersebut, para peneliti mampu memecah proses dan mengekspresikan satu jenis subunit besar dan satu jenis subunit kecil bersama-sama di E. coli , untuk memahami sifat enzim. Dengan melakukan ini, mereka mencapai ekspresi enzim dalam E. coli yang sesuai dengan apa yang ditemukan pada tumbuhan.

Mereka juga menemukan bahwa subunit Rubisco yang ditemukan di trikoma (rambut kecil pada daun tanaman) bekerja lebih cepat daripada subunit mana pun yang ditemukan di sel daun.

"Kami sekarang memiliki kemampuan untuk merekayasa versi baru tanaman Rubisco di E. coli dan mencari tahu apakah sifat enzim lebih baik," kata Hanson. "Kemudian, kita dapat mengambil enzim yang diperbaiki dan memasukkannya ke dalam tanaman."

Komentar

Posting Komentar

Postingan populer dari blog ini

Apakah Penuaan Penyakit yang Dapat Anda Balikkan? Pandangan pada Sains di Balik Gerakan Panjang Umur

  DAVE ASPREY, pendiri perusahaan suplemen Antipeluru dan salah satu dari banyak raksasa teknologi Lembah Silikon yang terobsesi untuk memperpanjang masa hidup mereka, dengan terkenal menyatakan bahwa dia ingin hidup lebih dari 180 tahun.  Kedengarannya, terus terang, melelahkan.  Namun siapa yang tidak ingin menyesap dengan lesu dari cangkir gerontologi, dengan asumsi kesehatan dan kebugaran yang wajar? Di situlah letak tangkapannya: Umur panjang adalah sesuatu yang diinginkan dan ditakuti dalam ukuran yang sama.  Paman saya adalah seorang ilmuwan roket di Pusat Penerbangan Luar Angkasa Marshall NASA di Huntsville, Alabama.  Ketika saya mengunjunginya di tahun-tahun terakhirnya, saya tidak mengenali pria yang dulunya dinamis dan brilian ini.  Dia bingung, lemah, tidak jelas.  Pada tahun 2014, Yehezkiel Emanuel, seorang ahli onkologi terkemuka dan ketua Departemen Etika Medis dan Kebijakan Kesehatan di Universitas Pennsylvania, menulis esai yang blak-b...
Baca selengkapnya

Microbiome Gut Memainkan Peran Penting dalam Pengaturan Tidur

Gambar
Apnea tidur obstruktif mengubah mikrobioma usus pada tikus.  Transplantasi bakteri usus dari tikus dengan OSA ke tikus tanpa gangguan menyebabkan gangguan tidur. University of Missouri-Columbia Obstructive sleep apnea (OSA) adalah kondisi tidur kronis yang mempengaruhi lebih dari satu miliar orang di seluruh dunia.  Bukti menunjukkan OSA dapat mengubah mikrobioma usus (GM) dan dapat meningkatkan penyakit penyerta terkait OSA, termasuk diabetes, hipertensi, dan masalah kognitif. Para peneliti dari Fakultas Kedokteran Universitas Missouri dan MU Health Care telah menemukan bagaimana gangguan tidur terkait OSA memengaruhi mikrobioma usus pada tikus dan bagaimana transplantasi bakteri usus tersebut ke tikus lain dapat menyebabkan perubahan pola tidur pada tikus penerima. David Gozal, MD, Ketua Kesehatan Anak yang Diberkahi oleh Marie M. dan Harry L. Smith di Fakultas Kedokteran MU, mengatakan penelitian tersebut menunjukkan mikrobioma usus memainkan peran utama dalam pengaturan ti...
Baca selengkapnya

Apa Arti Romantis Sesungguhnya Setelah 10 Tahun Pernikahan

Saya seorang kolumnis nasihat, jadi terkadang orang bertanya kepada saya tentang bagaimana mereka bisa "menjaga romantisme tetap hidup" dalam pernikahan mereka.  Ini sedikit membingungkan saya karena, yang dimaksud dengan "romansa", yang saya maksud adalah versi tradisional, yang bergantung pada kehidupan di dalam tanda tanya raksasa yang menegangkan.  Versi romansa ini adalah tentang momen mendebarkan ketika Anda berpikir bahwa seseorang mungkin baru saja terwujud yang akan membuat setiap hal di dunia ini terasa lezat dan luar biasa dan benar selamanya.  Ini muncul dari pertanyaan besar, seperti "Dapatkah saya benar-benar memiliki apa yang saya cari?  Akankah saya benar-benar merasa dicintai, diinginkan, dan benar-benar dipuja pada akhirnya?  Dapatkah saya akhirnya dianggap sebagai jawaban atas mimpi orang lain, pahlawan wanita dengan mata berkilauan dan senyum gerah? "  Dan versi romansa ini memuncak tepat pada saat Anda berpikir, Ya Tuhan, aku benar ...
Baca selengkapnya