Phương pháp mới khai thác nhiều enzym thực vật

Enzym đóng vai trò thiết yếu trong tế bào của mọi sinh vật, từ vi khuẩn, thực vật đến con người. Có sự tương đồng giữa các bộ phận trong ô tô và enzym của tế bào thực vật.

Một số enzym thực hiện công việc một vài lần và thất bại. Trong khi đó, những enzym khác có thể lặp lại một nhiệm vụ hàng trăm nghìn lần.

Các sinh vật dành rất nhiều năng lượng để thay thế enzym đã hao mòn. Theo Andrew Hanson - học giả và giáo sư tại Khoa Khoa học trồng trọt của Viện Khoa học Nông nghiệp và Thực phẩm (Mỹ), ở các loại cây trồng để làm thực phẩm, nhiên liệu, chất xơ hoặc các mục đích khác, enzym tồn tại lâu hơn có thể làm tăng năng suất.

Phương pháp mới khai thác nhiều enzym thực vật
Có sự tương đồng giữa các bộ phận trong ô tô và enzym của tế bào thực vật.

Loading...

“Việc thay thế các enzym là một chi phí năng lượng lớn đối với sinh vật, nhưng chưa ai thực sự hỏi, các enzym tồn tại được bao lâu và điều gì quyết định điều đó?”, ông Hanson cho biết.

Tiêu chuẩn này được gọi là Chu trình xúc tác cho đến khi thay thế (CCR). Đây là bước đầu tiên để cải thiện tuổi thọ của enzym. Nhờ đó, giúp sản xuất nhiều thực phẩm, nhiên liệu và chất xơ hơn.

Để giải thích cách CCR hoạt động, Hanson nêu sự tương tự giữa các bộ phận trong ô tô và enzym của tế bào. Giống như các bộ phận trong xe hơi, enzym thực hiện lặp lại một nhiệm vụ cụ thể. Đây là nguyên nhân gây ra hao mòn.

Trong ô tô, nhà sản xuất biết một bộ phận có thể hoạt động bao nhiêu lần trước khi cần thay thế. Trong khi đó, CCR cung cấp thông tin này về enzym, giúp các nhà kỹ thuật sinh học biết một enzym có thể thực hiện công việc bao nhiêu lần.

Phòng thí nghiệm của Hanson đã bắt đầu làm việc để cải thiện một trong những enzym thực vật tên THI4. Enzym này xúc tác một phản ứng hóa học tạo ra thiamine - một loại vitamin B cần thiết cho nhiều quá trình sinh học.

Tuy nhiên, THI4 có thể được gọi là enzym “vứt bỏ”. Bởi, đây là một enzym xúc tác phản ứng một lần và sau đó phân hủy - tự hủy.

“Một giải pháp khả thi là tìm ra một loại enzym khác cũng có thể tạo ra thiamine nhưng tồn tại lâu hơn THI4”, ông Hanson nhận định.

Phòng thí nghiệm của Giáo sư Hanson đang tìm cách sử dụng một kỹ thuật được gọi là tiến hóa có định hướng. Phương pháp mới có xu hướng khai thác các quá trình đột biến và chọn lọc tự nhiên ở vi khuẩn hoặc nấm men.

Nhờ đó, nhằm cải thiện các gene chứa chỉ thị cho enzym hoặc các protein khác với tốc độ nhanh hơn nhiều so với tốc độ có thể xảy ra ở thực vật. Sau đó, các gene cải tiến có thể được chuyển sang cây trồng bằng cách sử dụng những công nghệ như CRISPR để chỉnh sửa bộ gene của cây. Kết quả là các nhà nghiên cứu có thể cải thiện enzym cây tạo ra, dẫn đến năng suất cao hơn.

Loading...
TIN CŨ HƠN
Đàn châu chấu 30 tấn từng xâm chiếm Las Vegas

Đàn châu chấu 30 tấn từng xâm chiếm Las Vegas

Las Vegas là một trong những thành phố sáng nhất ở Mỹ, nhưng ánh sáng nhân tạo ở đây cũng góp phần thu hút 46 triệu con châu chấu vào mùa hè năm 2019.

Đăng ngày: 02/04/2021
Hoa anh đào nở sớm nhất  1.200 năm do biến đổi khí hậu

Hoa anh đào nở sớm nhất  1.200 năm do biến đổi khí hậu

Các nhà nghiên cứu phát hiện cây anh đào ở Nhật Bản ra hoa ngày càng sớm hơn do nhiệt độ ấm lên trong những tháng đầu năm.

Đăng ngày: 01/04/2021
Cây được thiết kế để phát sáng khi cần trợ giúp

Cây được thiết kế để phát sáng khi cần trợ giúp

Người nông dân khó có thể xác định chính xác khi nào cây trồng cần tưới nước, hoặc khi nào cây bị nhiễm bọ hoặc nấm.

Đăng ngày: 30/03/2021
Loài côn trùng kỳ lạ có khả năng ăn cắp DNA từ thực vật

Loài côn trùng kỳ lạ có khả năng ăn cắp DNA từ thực vật

Hàng triệu năm trước, một loài côn trùng giống rệp còn có tên khác là ruồi trắng đã có khả năng kết hợp một phần DNA từ thực vật vào bộ gene của chúng.

Đăng ngày: 27/03/2021
Mối chúa là gì?

Mối chúa là gì?

Mối là một trong những loài côn trùng có tập tính sống theo bầy đàn. Chúng hoạt động ẩn nấp và chuyên phá hoại nhà cửa và các công trình xây dựng.

Đăng ngày: 25/03/2021
Loài thực vật

Loài thực vật "cực đoan" lười vận động, chỉ thích ăn bám

Sapria là loài thực vật đặc biệt. Nó không có lá, thân hay rễ, không thể tạo thức ăn bằng cách quang hợp

Đăng ngày: 24/03/2021
Phát hiện đông trùng hạ thảo bọ xít tại Vườn Quốc gia Hoàng Liên

Phát hiện đông trùng hạ thảo bọ xít tại Vườn Quốc gia Hoàng Liên

Đông trùng hạ thảo bọ xít vừa được tìm thấy trong những cánh rừng già tại Vườn quốc gia Hoàng Liên, ở vùng núi có độ cao 2.200m so với mực nước biển.

Đăng ngày: 24/03/2021
Tiêu điểm
Khoa Học News