식물 단백질 메커니즘을 박테리아에 넣어 50년의 노력을 앞으로 나아갈 수 있도록 돕습니다.

[아름이]

식물 단백질 메커니즘을 박테리아에 넣어 50년의 노력을 앞으로 나아갈 수 있도록 돕습니다.
날짜:
2023년 2월 22일
원천:
Carl R. Woese 게놈 생물학 연구소, 일리노이 대학교 어바나 샴페인 캠퍼스
요약:
연구자들은 식물 엽록체의 구성 요소를 박테리아에 추가했습니다. 50년 동안 이루어진 이 위업을 통해 그들은 Rubisco를 개선하고 궁극적으로 광합성을 개선하기 위해 단백질을 더 자세히 분석할 수 있습니다.

전체 이야기
호주 국립 대학(ANU)의 한 팀은 식물의 엽록체에서 여러 구성 요소를 추가하여 박테리아의 단백질 접힘 특성을 수정했습니다. 이 성과를 통해 연구원들은 엽록체 단백질을 더 자세히 살펴보고 기능을 더 빨리 향상시킬 수 있는 솔루션을 찾을 수 있습니다. 목표는 50년입니다.

일리노이 대학교 어바나 샴페인(University of Illinois Urbana-Champaign)이 주도하는 RIPE(Realizing Photosynthetic Efficiency)는 모든 식물이 햇빛을 에너지와 수확량으로 전환하는 데 사용하는 자연 과정인 광합성을 개선하여 작물의 생산성을 높이도록 설계하고 있습니다. RIPE는 Bill & Melinda Gates Foundation, Food & Agriculture Research Foundation, UK Foreign, Commonwealth & Development Office의 지원을 받습니다.

이 작업은 광합성 과정에서 대기 중 이산화탄소를 당으로 고정시키는 식물 엽록체의 단백질인 Rubisco를 이해하고 개선하는 것을 목표로 수행되었습니다. 광합성의 다른 많은 단백질과 달리 Rubisco는 느리고 제대로 작동하려면 많은 '샤페론'이 필요합니다. 지난 수십 년 동안의 연구에 따르면 이러한 파트너의 대부분, 아마도 전부가 확인되었습니다. 이것은 과학자들에게 환경, 식품 및 인간 장에서 발견되는 박테리아인 E. coli로 일반적으로 알려진 Escherichia coli에서 식물 Rubisco를 연구하고 속도를 높일 수 있는 새로운 기능을 제공하며 과학에서 더 빠르게 연구하기 위해 자주 사용되는 숙주입니다. 단백질.

실험 식물학 저널(Journal of Experimental Botany) 에 발표된 새로운 기사에서 ANU 팀은 강력하고 유전적으로 모듈화된 대장균 발현 도구의 유용성을 입증했습니다. 이 작업은 Rubisco 효율성을 개선하는 데 더 적합한 새로운 시스템을 제공하기 위해 Manajit Hayer-Hartl 연구소에서 개발된 유사한 표현 도구를 기반으로 합니다.

"이 새로운 박테리아 생명 공학 전략을 조립하고 천연 엽록체와 비교하여 효율성을 비교하는 것은 장기적인 도전이었습니다."라고 ANU의 생물학 연구 학교 교수인 Whitney는 말했습니다. "다행히도 이 새로운 기술은 식물 형질전환을 사용하는 우리의 느리고 비용이 많이 드는 전통적인 테스트 접근 방식이 몇 달이 걸리는 대신 며칠 안에 결과를 얻을 수 있는 전례 없는 실험 처리량을 제공합니다."

이 새로운 E. coli Rubisco 생명 공학 시스템은 다른 작물과의 호환성을 조정하기 위해 추가 설계 조정이 필요하지만 Whitney는 그들의 연구가 Rubisco 활동을 조정할 수 있는 중요한 전환점을 제공한다고 확신합니다.

Whitney는 "우리는 다양한 비식물 형태에서 CO2 고정 속도를 가속화하기 위해 이미 사용한 도구인 Directed Evolution의 단백질 최적화 도구를 Rubisco를 심는 데 적용할 수 있습니다."라고 말했습니다 . "일단 그렇게 하면 유전자 편집을 통해 작물의 Rubisco 속도를 높이기 위해 원하는 변화를 도입할 수 있습니다. 그러면 광합성 성능의 이점과 식물 성장 및 수확량에 미치는 영향을 볼 수 있을 것입니다."

출처 : https://www.sciencedaily.com/