Växtenzymet rubisco kan bli upp till 25 procent mer effektivt. Det innebär en potentiell vinst för framtidens grödor med möjligt merutbyte i vete, majs och soja i sikte.

Forskare vid MIT, Massachusetts Institute of Technology i USA, har förbättrat det enzym som driver fotosyntesen, den process som växter använder för att omvandla solljus till energi. Det skriver MIT i ett pressmeddelande.
Enzymet heter rubisco och finns både i växter och fotosyntetiska bakterier. Det hjälper till att binda koldioxid från luften och omvandla det till socker. Problemet är att rubisco är ganska ineffektivt jämfört med andra enzymer.

Nu har MIT-forskarna förbättrat en särskild variant av rubisco som kommer från bakterier i en syrefattig miljö. Med hjälp av en metod som kallas riktad evolution har de hittat mutationer som gör enzymet upp till 25 procent mer effektivt.
Forskarna hoppas nu kunna använda samma teknik för att förbättra rubisco i växter, vilket potentiellt kan öka fotosyntesen och därmed växternas tillväxt, en upptäckt med stor betydelse för jordbruket och framtidens livsmedelsproduktion.

Vad betyder det här?
Rubisco är med och avgör hur effektivt växter utnyttjar solljus. När rubisco fungerar dåligt går en del av den infångade energin förlorad, eftersom enzymet ibland binder syre istället för koldioxid, en process som kallas fotorespiration och som minskar skördarna.
Det uppskattas att växter förlorar upp till 30 procent av solenergin på grund av denna felreaktion.
Om rubisco i grödor som vete, majs eller soja kan förbättras, kan det innebära större avkastning utan ökad användning av vatten, gödsel eller bekämpningsmedel. Det skulle vara ett viktigt steg mot ett mer hållbart jordbruk.

Vad gjorde forskarna rent konkret?
I stället för att använda klassiska metoder för att förändra rubisco, har MIT-forskarna använt en nyare teknik där de kan skapa och testa tusentals genförändringar direkt i levande celler. På så sätt hittade de tre mutationer som gör enzymet bättre på att välja koldioxid framför syre.
Den förbättrade rubisco-varianten kan nu fungera bättre i syrerika miljöer, som de där de flesta växter växer.

Nästa steg är grödor på fältet
Forskningen är fortfarande i laboratoriefasen, men nästa steg blir att testa om den förbättrade versionen av rubisco kan fungera i växter och om det faktiskt leder till ökad fotosyntes och större skördar i praktiken.
Om det lyckas, kan det vara ett genombrott inom växtförädling och bioteknik med stor betydelse för både konventionellt och ekologiskt jordbruk.