United States Department of Agriculture, zdroj: Wkipedia, licence obrázku public domain
United States Department of Agriculture, zdroj: Wkipedia, licence obrázku public domain

Umělé supergeny: Další krok k obilí, které bude fixovat dusík

Významný pokrok syntetické biologie: přenášené geny se nejdříve přeuspořádají.

Britsko-čínský tým dále pokročil v technologii, která by do běžných plodin dokázala přenést geny pro fixaci dusíku. Tu jinak zvládají pouze některé bakterie, rostliny musejí využívat symbiózy s nimi.
Omezit hnojení by bylo výhodné z řady důvodů – z ekonomického hlediska, méně dusičnanů by se následně dostávalo do vody (rostlina by v zásadě fixovala jen to, co by se stalo součástí živé hmoty), navíc při dalších reakcí se z dusíkatých hnojiv může uvolňovat i oxid dusný, nejen rajský, ale také silný skleníkový plyn.
Hlavní problém v přenosu genů až dosud spočíval v tom, že na fixaci dusíku se podílí řada genů a jejich aktivita musí být vyvážená, což je obtížné zajistit; přece jen buňky pšenice nebo kukuřice (aktuální výzkum zahrnoval experimenty s oběma těmito rostlinami) používají úplně jiné mechanismy pro regulaci genové aktivity než bakterie.
Vědci proto nyní vytvořili „supergeny“, v nichž se více genů souvisejících s fixací dusíku propojí a tyto struktury se pak budou číst, tj. dle nich vytvářet proteiny, jako celek. Výsledkem je obří „polyprotein“, který sám o sobě nefunguje, ale speciální proteázový enzym jej dokáže rozštěpit na jednotlivé složky – stejné enzymy, které vytvářejí příslušné metabolické dráhy u bakterií. Přitom supergen může různé geny obsahovat víckrát, čímž se zajistí produkce výsledných enzymů v požadovaném poměru. Po řadě experimentů má optimální genetický přenos zahrnovat 14 genů dusíkatých bakterií uspořádaných v rostlině do 5 supergenů.
Popsaná metoda je univerzální, čili by tímto způsobem měla jít z bakterií do eukaryot přenášet i jiná komplexní funkčnost; v této souvislosti se zmiňuje především přenos systémů, které by rostlinám zajistily odolnost proti patogenům. Podle komentátorů v časopisu PNAS se jedná o významný pokrok syntetické biologie.
Zdroj: Phys.org
Jianguo Yang et al. Polyprotein strategy for stoichiometric assembly of nitrogen fixation components for synthetic biology, Proceedings of the National Academy of Sciences (2018). DOI: 10.1073/pnas.1804992115

Více hodnot než qubit: Jiný přístup ke kvantovým počítačům

Zvyšování počtu provázaných qubitů nemusí být jediná cesta, jak dosáhnout kvantových počítačů s potřebnou výpočetní …

Používáme soubory cookies pro přizpůsobení obsahu webu a sledování návštěvnosti. Data o používání webu sdílíme s našimi partnery pro cílení reklamy a analýzu návštěvnosti. Více informací

The cookie settings on this website are set to "allow cookies" to give you the best browsing experience possible. If you continue to use this website without changing your cookie settings or you click "Accept" below then you are consenting to this.

Close