Новая технология от Корнелла может сделать растения неуязвимыми к засухе и жаре будущего

Исследователи из университета Корнелла сообщили о значительном научном прорыве в области повышения эффективности фотосинтеза у продовольственных культур. Разработанный ими вычислительный метод позволяет выявлять ферменты-кандидаты, которые способны значительно улучшить процессы фотосинтеза в современных сельскохозяйственных растениях. Эта технология открывает новые горизонты для повышения урожайности и адаптации растений к изменяющимся климатическим условиям, что становится крайне важным на фоне глобального потепления.

Ученые основали свой метод на эволюционном анализе, изучая историю ферментов рибулозобисфосфаткарбоксилазы (RuBisCO) — ключевого белка, участвующего в процессе фотосинтеза. С помощью современных вычислительных инструментов они смогли реконструировать состояние генов этого фермента, каким оно было примерно 20-30 миллионов лет назад. В тот период концентрация углекислого газа в атмосфере Земли была значительно выше, и ферменты растений были естественным образом адаптированы к таким экстремальным условиям.

Восстановленный древний фермент RuBisCO, согласно исследованию, обладает характеристиками, которые помогут современным сельскохозяйственным культурам эффективнее использовать углекислый газ, особенно в условиях, когда температура и засушливость становятся все более выраженными из-за изменений климата. Это обстоятельство является ключевым, учитывая растущий уровень парниковых газов, связанных с человеческой деятельностью, и увеличивающуюся необходимость адаптации сельского хозяйства к новым экологическим вызовам.

По мнению специалистов, внедрение таких ферментов в культивируемые растения позволит не только повысить их устойчивость к стрессовым факторам окружающей среды, но и увеличить общую продуктивность. Новая технология представляет собой эффективный инструмент, который может помочь в борьбе с глобальным продовольственным кризисом, вызванным изменениями климата и ростом численности населения.

Результаты работы были опубликованы в научном журнале Science Advances, где подробно изложена методология и практическая значимость открытия. Ученые подчёркивают, что их подход демонстрирует, как знания о древних эволюционных процессах могут быть применены для решения современных проблем в аграрной сфере. Таким образом, инновации из Корнелла открывают перспективы для создания новых сортов растений, которые будут лучше приспособлены к экстремальным условиям и позволят обеспечить стабильное продовольственное обеспечение в будущем.