โดย…ดร.นิพนธ์ เอี่ยมสุภาษิต
Rubisco activase (Rca) ทำหน้าที่เหมือนเครื่องควบคุมอุณหภูมิอัจฉริยะ ที่บอกให้เครื่องปรับอากาศเปิดเมื่อดวงอาทิตย์ตกในช่วงฤดูร้อน โดย Rca จะบอกให้เอนไซม์ที่ผลิตพลังงานของพืช (Rubisco) เริ่มทำงานเมื่อดวงอาทิตย์ส่องแสง และส่งสัญญาณให้หยุดเมื่อไม่ได้รับแสงเพื่อประหยัดพลังงาน
ทีมวิจัยจากมหาวิทยาลัยแลงแคสเตอร์ (Lancaster University) ค้นพบว่า การแลกเปลี่ยนเพียงหนึ่งองค์ประกอบย่อยของโมเลกุล (molecular building block) จาก 380 ที่สร้าง Rca ในข้าวสาลี ทำให้สามารถเปิดใช้งาน Rubisco ได้เร็วขึ้นในอุณหภูมิที่ร้อนกว่า ซึ่งเป็นการเปิดโอกาสในการปกป้องพืชจากอุณหภูมิที่สูงขึ้น
Dr. ElizabeteCarmo-Silva อาจารย์อาวุโส ที่ศูนย์สิ่งแวดล้อมแลงแคสเตอร์ (Lancaster Environment Centre) ที่ดูแลงานนี้ภายใต้โครงการตระหนักถึงประสิทธิภาพการสังเคราะห์แสงที่เพิ่มขึ้น (Realizing Increased Photosynthetic Efficiency – RIPE) กล่าวว่า ทีมวิจัยได้นำเอา Rca (2β) ของข้าวสาลี ซึ่งทำงานได้ดีในการเปิดใช้งาน Rubisco ในอุณหภูมิที่ต่ำลง มาเปลี่ยนกรดอะมิโนเพียงตัวเดียวที่พบใน Rca (1β) ของข้าวสาลีอีกชนิดหนึ่งที่ทำงานได้ดีในอุณหภูมิที่สูงขึ้น แต่ไม่ดีในการเปิดใช้งาน Rubisco และผลที่ได้ คือ รูปแบบใหม่ของ 2βRcaที่ดีที่สุด”
Rca 1βของข้าวสาลีที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ มีกรดอะมิโน isoleucine ซึ่งทำงานได้ที่อุณหภูมิสูงถึง 39 องศาเซลเซียส แต่ไม่ดีในการกระตุ้น Rubisco แต่ Rca 2β ที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ มีกรดอะมิโน methionine ซึ่งทำงานได้ที่อุณหภูมิประมาณ 30 องศาเซลเซียสและสามารถกระตุ้น Rubisco ได้ดี ทีมวิจัยได้สร้าง Rca 2βรุ่นใหม่ ที่มีกรดอะมิโน isoleucine ที่ทำงานได้ถึง 35 องศาเซลเซียส และค่อนข้างดีในการเปิดใช้งาน
Rubisco Dr. Carmo-Silva กล่าวว่า สิ่งที่ยอดเยี่ยม คือ กรดอะมิโนหนึ่งตัวสามารถทำให้ Rca ทำงานที่อุณหภูมิสูงขึ้น โดยไม่ส่งผลต่อประสิทธิภาพในการกระตุ้น Rubisco ซึ่งจะช่วยให้พืชสังเคราะห์แสง ภายใต้อุณหภูมิสูงเพื่อเพิ่มผลผลิต
ครับ การเปลี่ยนกรดอะมิโนเพียงตัวเดียว ก็ช่วยให้ข้าวสาลีทนต่ออุณหภูมิที่สูงขึ้นและให้ผลผลิตได้ นับว่ายอดเยี่ยมจริง ๆครับ!
อ่านเพิ่มเติมได้ที่ https://www.lancaster.ac.uk/news/scientists-take-a-step-closer-to-heat-tolerant-wheat