বিজ্ঞানীরা একটি ক্লোরোপ্লাস্ট জিনোম সম্পাদনা কৌশল তৈরি করেছেন যা সালোকসংশ্লেষণ এবং উদ্ভিদের বৃদ্ধিকে উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত করে রুবিসকো এনজাইমের সুনির্দিষ্ট পরিবর্তনগুলি প্রবর্তন করে, যা উদ্ভিদ কার্বন স্থিরকরণে জড়িত একটি মূল কিন্তু তুলনামূলকভাবে অদক্ষ প্রোটিন। গবেষণা, প্রকাশিতপ্রকৃতি যোগাযোগ, দেখিয়েছে যে লক্ষ্যযুক্ত সম্পাদনাগুলি সালোকসংশ্লেষণের কার্যকারিতা, বায়োমাস উৎপাদন, এবং জল{0}}মডেল প্ল্যান্টে দক্ষতা বৃদ্ধি করেআরবিডোপসিস থালিয়ানা। এই ফলাফলগুলি তুলে ধরেভবিষ্যত জলবায়ু অবস্থার অধীনে আরো উৎপাদনশীল ফসল উন্নয়নের জন্য একটি সম্ভাব্য পথ।
ক্লোরোপ্লাস্ট বেস{0}}সম্পাদনা প্রযুক্তি ব্যবহার করে, গবেষকরা উদ্ভিদের জিনোমে বিদেশী ডিএনএ অন্তর্ভুক্ত না করেই রুবিস্কো বড় সাবুনিটে একক অ্যামিনো অ্যাসিড প্রতিস্থাপন প্রবর্তন করেছেন। দুটি সুনির্দিষ্ট মিউটেশন, M309I এবং D397N, এনজাইমের অনুঘটক কার্যকলাপকে উন্নত করেছে, যা উদ্ভিদকে বর্তমান এবং প্রক্ষিপ্ত উচ্চতর বায়ুমণ্ডলীয় কার্বন ডাই অক্সাইড ঘনত্ব উভয়ের অধীনে আরও কার্বনকে একত্রিত করতে দেয়। সম্পাদিত উদ্ভিদগুলি স্বাভাবিক রুবিস্কো এবং ক্লোরোফিল সামগ্রী বজায় রেখে অঙ্কুর এবং শিকড়ের আকার, বর্ধিত পাতার ক্ষেত্র এবং উচ্চতর বীজের ফলন প্রদর্শন করেছে।
এই ফলাফলগুলি উদ্ভিদ বায়োটেকনোলজিতে একটি দীর্ঘস্থায়ী চ্যালেঞ্জ মোকাবেলা করে। যদিও রুবিস্কো সালোকসংশ্লেষণের কেন্দ্রবিন্দু, তবে এর তুলনামূলকভাবে ধীর অনুঘটক হার কয়েক দশক ধরে ফসলের উৎপাদনশীলতা সীমিত করেছে। এনজাইমটিকে পুনরায় ডিজাইন বা প্রতিস্থাপনের পূর্ববর্তী প্রচেষ্টা প্রায়শই এর সমাবেশ ব্যাহত করে বা গাছের বৃদ্ধি হ্রাস করে। বিপরীতে, এই অধ্যয়নটি দেখায় যে বিদ্যমান রুবিস্কো জিনের ছোট, লক্ষ্যযুক্ত পরিবর্তনগুলি উদ্ভিদের স্বাভাবিক বিকাশ সংরক্ষণের সময় এর কার্যকারিতা বাড়াতে পারে।
গবেষকরা আরও লক্ষ্য করেছেন যে পরিবর্তিত উদ্ভিদগুলি উচ্চতর অভ্যন্তরীণ জল{0}}ব্যবহারের দক্ষতা অর্জন করেছে, কারণ বৃহত্তর স্টোমাটাল খোলার প্রয়োজন ছাড়াই সালোকসংশ্লেষণ বৃদ্ধি পেয়েছে। ক্রিও-ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপি প্রকাশ করেছে যে মিউটেশনগুলি রুবিস্কোর সক্রিয় সাইটের আশেপাশের অঞ্চলগুলির নমনীয়তাকে পরিবর্তন করেছে, কীভাবে সূক্ষ্ম কাঠামোগত পরিবর্তনগুলি এনজাইমের কার্যকারিতা উন্নত করতে পারে সে সম্পর্কে নতুন অন্তর্দৃষ্টি প্রদান করে।
অধ্যয়নের লেখকরা লক্ষ্য করেছেন যে লক্ষ্যযুক্ত অ্যামিনো অ্যাসিড অবস্থানগুলি অনেক কৃষি ফসল জুড়ে অত্যন্ত সংরক্ষিত রয়েছে, যা নির্দেশ করে যে এই পদ্ধতির বাইরে ব্যাপকভাবে প্রযোজ্য হতে পারেঅ্যারাবিডোপসিস. বায়ুমণ্ডলীয় CO₂ ঘনত্ব বাড়তে থাকায়, দ্রুত অনুঘটক হার সহ রুবিস্কোর রূপগুলি ক্রমবর্ধমান চ্যালেঞ্জিং ক্রমবর্ধমান পরিস্থিতিতে আরও দক্ষতার সাথে জল ব্যবহার করার সময় ফসলগুলিকে উত্পাদনশীলতা বজায় রাখতে সক্ষম করতে পারে।
যেহেতু ক্লোরোপ্লাস্ট সম্পাদনা প্রক্রিয়া প্রজননের পরে চূড়ান্ত উদ্ভিদে বিদেশী ডিএনএ ছেড়ে যায় না, গবেষকরা পরামর্শ দেন যে এই প্রযুক্তিটি এমন দেশগুলিতে প্রচলিত জেনেটিকালি পরিবর্তিত ফসলের সাথে যুক্ত কিছু নিয়ন্ত্রক বাধাকে অতিক্রম করতে পারে যেগুলি উদীয়মান নন{2}এমও ফ্রেমওয়ার্কের অধীনে জিন-সম্পাদিত, ট্রান্সজিন-মুক্ত উদ্ভিদকে স্বীকৃতি দেয়৷
