Planten groeien harder als je hun belangrijkste fotosynthese-enzym vervangt door een analoog uit een cyanobacterie. Voor het eerst is dit oude plannetje in de praktijk gerealiseerd, meldt Nature.

Het enzym in kwestie heet D-ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase, afgekort Rubisco. Het katalyseert de inbouw van CO₂ in organische verbindingen, maar doet dat zo langzaam en inefficiënt dat planten er heel veel van moeten aanmaken om de fotosynthese in een aanvaardbaar tempo te laten verlopen. Soms bestaat de helft van het oplosbare eiwit in plantenbladeren uit Rubisco; vermoed wordt dat het het meest voorkomende eiwit op aarde is, en dat is géén compliment.

Het ligt dus voor de hand om Rubisco via genetische modificatie het eiwit efficiënter te maken. Vervelend is alleen dat Rubisco uit zestien subunits bestaat, acht grote en acht kleine. En terwijl de code voor de kleine in de celkern zit, zit die voor de grote in de chloroplasten. En als je slechts één van beide subunits vervangt, is de kans klein hij met de andere een complex wil vormen.

Britse en Amerikaanse onderzoekers zijn er nu voor het eerst in geslaagd om tabaksplanten te voorzien van genetische codes voor beide subunit-typen van een efficiëntere Rubisco-variant uit een cyanobacterie, terwijl tegelijk hun eigen Rubisco-genen werden uitgeschakeld. Het bleek inderdaad te werken: de cyanobacteriële Rubisco-complexen vormden zich correct en de fotosynthese verliep sneller dan normaal.

Helemaal perfect is het nog niet. Het ‘turbo-Rubisco’, zoals Nature het noemt, gaat óók meer ongewenste nevenreacties met zuurstof aan dan anders. Dat doet de winst grotendeels te niet. Bacteriën lossen dat op door hun Rubisco in te pakken in zogeheten carboxysomen, waarbinnen een een verhoogde CO₂-concentratie heerst.

De onderzoeksgroep heeft echter al enig succes gehad met de inbouw van carboxysoomgenererende genen in tabaksplanten. Beide modificaties combineren in één plant wordt de volgende stap.

bron: Nature