Специалисти от САЩ успешно прехвърлиха бактериалния комплекс от гени за фиксиране на азот в клетки с дрожди. В бъдеще подобна технология ще позволи създаването на зърнени култури, които извличат азот директно от въздуха. Сега за целта се използват замърсяващи водата торове.

Повечето култури се нуждаят от азотен тор. Производството и транспортирането му е свързано с високи енергийни разходи, а използването му води до замърсяване на водоемите.

Изследователи от Масачузетския технологичен институт предлагат алтернативно решение: те разработват сортове растения, които могат самостоятелно да си осигурят азот.

Някои растения, например бобовите, вече знаят как да получават азот от атмосферата поради симбиоза със специални видове бактерии. Биолозите планират да извлекат гени за фиксиране на азот от симбиотични бактерии и да ги накарат да работят в зърнените клетки. Това ще премахне необходимостта от прилагане на азотни торове в почвата.

Прехвърлянето на комплекс от гени, свързани с фиксирането на атмосферния азот, не е лесна задача. Първият проблем е впечатляващият му размер. Вторият, по-сериозен, е разликата в генната експресия в бактериални и растителни клетки.

Екипът успя да намери заобиколен път. Те решиха да действат върху митохондриите и хлоропластите - органоиди с бактериален произход. Генетичните механизми, характерни за тях, са много по-подходящи за експресията на комплекс от азотфиксиращи гени. В допълнение, тези органоиди са в състояние да доставят енергия на нитрогеназа - мултифермент, който участва пряко във фиксирането на атмосферния азот.

Те решават да разработят нова методика върху дрождени клетки - едноклетъчни организми, които също като растенията принадлежат към еукариотите. Екипът успешно вмъкна комплекс от азотфиксиращи гени в ядрото на дрождите и го направи експресиран в митохондриите.

Това даде възможност за първи път да се синтезира ключовият протеин нитрогеназа в клетките на еукариотен организъм.

Въпреки че създаването на азотфиксиращи култури все още е доста далеч, изследванията се превърнаха във важна стъпка в тази посока.

Изоставянето на торовете обаче не е достатъчно, за да направи селското стопанство наистина зелено. Алтернативното решение е синтезът на хранителни протеини, използвайки бактерии директно от въздуха. Според някои експерти в бъдеще по-голямата част от храната ще се произвежда по този начин.