Найден недостающий элемент фотосинтеза водорослей, открывающий возможность повысить урожайность сельхозкультур

Команда учёных из Университета штата Луизиана (Louisiana State University, LSU) и Йоркского университета сообщила в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences о расшифровке давно необъяснимого этапа в механизме концентрирования CO₂ (ССМ) у зелёных водорослей. Это открытие — ключ к созданию функционального ССМ в продовольственных культурах для повышения их продуктивности.

ССМ позволяет водорослям осуществлять фотосинтез гораздо эффективнее растений. Водоросль Chlamydomonas reinhardtii транспортирует бикарбонат (HCO₃⁻) через три клеточные мембраны в специальный отсек — пиреноид, где Rubisco фиксирует CO₂ в сахара. Ранее был неизвестен механизм преодоления бикарбонатом третьего, последнего барьера. Исследование показало, что за этот шаг ответственны три транспортных белка, которые и были недостающим звеном в понимании ССМ. Поскольку Chlamydomonas эволюционно ближе к растениям, чем другие водоросли, эти белки потенциально проще адаптировать для сельхозкультур.

«Большинство культур страдают от фотодыхания, которое усугубляется с ростом температур. Наша цель — создать в растениях ССМ, чтобы окружить Rubisco большим количеством CO₂, сделав его работу эффективнее», — пояснил Джеймс Морони, участник международного проекта RIPE. Внедрение ССМ в культуры может помочь им экономить воду, резко снизить энергозатратное фотодыхание и повысить устойчивость к изменению климата, что критически важно для будущей продовольственной безопасности.