انتاج بروتين يكافح الاحتباس الحراري

طور الباحثون على امتداد العقود القلية الماضية وسائل خاصة لمكافحة ظاهرة الاحتباس الحراري، ومن تلك الأبحاث الخاصة بمكافحة ظاهرة الاحتباس الحراري ما كشف عنه الباحثون في معهد بلانك الألماني عن إنتاجهم لبروتين يدعى روبيسكو والذي سوف يسهم في مكافحة غازات الاحتباس الحراري في البيئة البحرية.

وهذا البروتين المعقد مكون رئيس في عملية التمثيل الضوئي في النباتات، حيث يتم خلال تلك العملية تحويل ثاني أكسيد الكربون والماء إلى سكر وأوكسجين عند توفر ضوء الشمس، وسوف يعمل البروتين الجديد على زيادة قدرة النباتات على استخلاص ثاني أكسيد الكربون مما سينجم عنه زيادة كبيرة في المحاصيل النباتية.

ونجح الباحثون في إنتاج هذا البروتين من خلال ما سموه بـالوصيف الخلوي الذي يضمنون من خلاله اجتماع الأجزاء الستة عشرة الأساسية للبروتين بالشكل الصحيح.

و قال ماير هارتل من معهد ماكس بلانك، بروتين روبيسكو هو أحد أهم البروتينات على كوكب الأرض ولكنه أحد أقل هذه البروتينات فعالية أيضا مضيفا لا يتفاعل فقط مع ثاني أكسيد الكربون بل كثيرا ما يتفاعل مع الأكسجين.

و أظهرت الدراسة مساهمة شوكيات الجلد في دورة ثاني أكسيد الكربون ، حيث تستهلك هذه الشوكيات كمية من ثاني أكسيد الكربون الموجود في المياه بتكوين قشورها الواقية أو في بناء هياكلها ، إلا أنها تعود وتطلق هذه الكمية من ثاني أكسيد الكربون للبحر بمجرد موتها خلافا لما تفعله الهوام البحرية الأخرى والطحالب التي تحول ما تمتصه من ثاني أكسيد الكربون إلى أملاح.

و يتسبب تزايد نسبة غاز ثاني أوكسيد الكربون بتزايد نسبة الحمضية في البحار، حيث ينشأ حمض الكربونيك في البحار والمحيطات كأحد مظاهر الاحتباس الحراري التي تؤدي لارتفاع درجة حرارة الأرض، وهذه العملية ينجم عنها زيادة حموضة المحيطات وموت للشعب المرجانية وغيرها من الآثار السلبية لهذه الظاهرة البيئة الخطيرة.

يذكر أن بروتين Rubisco (Ribulose-1،5-bisphosphate carboxylase / Oxygenase) الذي يلعب دورًا مهمًا في عملية التمثيل الضوئي. التمثيل الضوئي هو العملية التي تستخدم بها النباتات ضوء الشمس لتحويل ثاني أكسيد الكربون (CO2) والماء إلى مركبات عضوية ، بما في ذلك السكريات ، التي تستخدم للنمو والطاقة. Rubisco مسؤولة عن تثبيت ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي في جزيئات عضوية يمكن أن تستخدمها النباتات.

بينما يعتبر Rubisco ضروريًا لنمو النبات ، فهو أيضًا أحد أقل الإنزيمات المعروفة كفاءة. يمكن أن يتفاعل أيضًا مع الأكسجين بدلاً من ثاني أكسيد الكربون ، مما يؤدي إلى فقدان الكربون والطاقة للنبات ، وإطلاق ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي.

يستكشف العلماء حاليًا طرقًا لتحسين كفاءة Rubisco وتقليل تفاعلها مع الأكسجين. من خلال القيام بذلك ، يأملون في زيادة إنتاجية النباتات وتقليل كمية ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي. يمكن أن يساعد ذلك في التخفيف من آثار تغير المناخ عن طريق تقليل كمية غازات الدفيئة في الغلاف الجوي.

لا يزال هناك الكثير من البحث الذي يتعين القيام به في هذا المجال ، ولكن تم إجراء بعض التطورات الواعدة. على سبيل المثال ، حدد الباحثون الاختلافات الطبيعية لـ Rubisco في أنواع نباتية مختلفة أكثر كفاءة من Rubisco القياسي. هناك أيضًا جهود جارية لهندسة Rubisco لتحسين كفاءتها وتقليل تفاعلها مع الأكسجين.