Olimlar o'simlik uglerodini fiksatsiya qilishda ishtirok etadigan asosiy, ammo nisbatan samarasiz protein bo'lgan Rubisko fermentiga aniq o'zgarishlar kiritish orqali fotosintez va o'simliklarning o'sishini sezilarli darajada yaxshilaydigan xloroplast genomini tahrirlash texnikasini ishlab chiqdilar. Tadqiqot, nashr etilganTabiat bilan aloqa, maqsadli tahrirlar namunaviy zavodda fotosintetik samaradorlikni, biomassa ishlab chiqarishni va suv{0}}foydalanish samaradorligini oshirishini ko'rsatdiArabidopsis thaliana. Bu topilmalar ta'kidlaydikelajakdagi iqlim sharoitida yanada samarali ekinlarni rivojlantirish uchun potentsial yo'l.
Xloroplast asosini tahrirlash texnologiyasidan{0}}foydalanib, tadqiqotchilar oʻsimlik genomiga begona DNKni kiritmagan holda, Rubiskoning katta boʻlinmasiga bitta aminokislota almashtirishni kiritdilar. Ikki maxsus mutatsiya, M309I va D397N, fermentning katalitik faolligini oshirib, o'simliklarga atmosferadagi karbonat angidrid gazining joriy va prognoz qilingan yuqori konsentratsiyasida ko'proq uglerodni assimilyatsiya qilish imkonini berdi. Tahrirlangan o'simliklar normal rubisko va xlorofill tarkibini saqlab qolgan holda, ko'chatlar va ildiz o'lchamlarini, barglar maydonini kengaytirdi va yuqori urug' hosildorligini namoyish etdi.
Ushbu topilmalar o'simlik biotexnologiyasidagi uzoq vaqtdan beri davom etayotgan muammolarni hal qiladi. Rubisko fotosintezning markaziy qismi bo'lsa-da, uning nisbatan sekin katalitik tezligi o'nlab yillar davomida hosildorlikni cheklab qo'ygan. Fermentni qayta ishlab chiqish yoki almashtirishga oldingi urinishlar ko'pincha uning yig'ilishini buzdi yoki o'simlik o'sishini kamaytirdi. Bundan farqli o'laroq, ushbu tadqiqot mavjud Rubisko geniga kichik, maqsadli modifikatsiyalar o'simlikning normal rivojlanishini saqlab qolgan holda uning ish faoliyatini yaxshilashi mumkinligini ko'rsatadi.
Tadqiqotchilar, shuningdek, o‘zgartirilgan o‘simliklarning o‘ziga xos suvdan foydalanish samaradorligini-yuqori ko‘rsatganini, chunki fotosintez kattaroq stomata ochilishini talab qilmasdan kuchayganini kuzatishdi. Krio{2}}elektron mikroskopi mutatsiyalar Rubiskoning faol joyini oʻrab turgan hududlarning moslashuvchanligini oʻzgartirganini va bu nozik strukturaviy oʻzgarishlar fermentlar faoliyatini qanday yaxshilashi haqida yangi tushunchalarni taqdim etishini aniqladi.
Tadqiqot mualliflari aminokislotalarning maqsadli pozitsiyalari ko'plab qishloq xo'jaligi ekinlarida yuqori darajada saqlanib qolganligini ta'kidlaydilar, bu esa ushbu yondashuvdan tashqarida keng qo'llanilishi mumkinligini ko'rsatadi.Arabidopsis. Atmosferadagi CO₂ kontsentratsiyasi ortib borar ekan, tezroq katalitik stavkalarga ega Rubisko variantlari ekinlarga unumdorlikni saqlab qolish va tobora qiyinlashib borayotgan sharoitlarda suvdan samarali foydalanish imkonini beradi.
Xloroplastlarni tahrirlash jarayoni naslchilikdan so‘ng yakuniy o‘simliklarda begona DNK qoldirmaganligi sababli, tadqiqotchilar ushbu texnologiya GMO bo‘lmagan-bo‘lmagan tizimlar ostida gen-tahrirlangan, transgen{1}}bo‘sh o‘simliklarni tan oladigan mamlakatlarda an’anaviy genetik modifikatsiyalangan ekinlar bilan bog‘liq bo‘lgan muayyan tartibga soluvchi to‘siqlarni chetlab o‘tishini taklif qilmoqdalar.
