Do 2050 r. na świecie na już być 10 mld ludzi, których żywieniu musi sprostać rolnictwo. Niestety, już teraz jest to trudne, ponieważ wielkość produkcji rolnej na świcie spada, a jednocześnie postępuje globalne ocieplenie, emisja dwutlenku węgla i inne zanieczyszczenia środowiska rosną. Jedną z dziedzin nauki zajmująca się rekultywacją zdegradowanych gruntów oraz poszukiwaniem roślin, które staną się odpowiedzią na problemy współczesnego świata, jest biologia strukturalna.
Naukowcy z Zakładu Biologii Strukturalnej Eukariotów w Instytucie Chemii Bioorganicznej PAN w Poznaniu pod kierownictwem dr hab. Miłosza Ruszkowskiego, zajmują się poznawaniem mechanizmów molekularnych i możliwością projektowania środków biologicznie czynnych. Celem badań jest stworzenie takich odmian roślin uprawnych, które będą się charakteryzowały m.in.: zwiększoną odpornością na suszę oraz będą w stanie przywrócić użyteczność ziem zanieczyszczonych metalami ciężkimi.
Badacz za swoje działania został wyróżniony nagrodą AgroBioTop, która jest przyznawana za wybitny wkład w rozwój rolnictwa i nauk rolniczych.
Jakie są założenia biologii strukturalnej?
Dr hab. Miłosz Ruszkowski w rozmowie z PAP zauważa, że biologia strukturalna roślin pozwala na podejrzenie jak zbudowane są białka i inne cząsteczki, od których zależy funkcjonowanie każdej żywej komórki, każdego organizmu. Biologia strukturalna roślin to dziedzina z ogromnym i jeszcze nie do końca poznanym potencjałem. Wiele mechanizmów molekularnych w komórkach roślinnych jest niewystarczająco poznanych, choć ich znajomość pozwala projektować nowe cząsteczki, które mogą modyfikować funkcjonowanie białek oraz umożliwia ich wykorzystanie na wiele sposobów w praktyce, np. przy tworzeniu nowych środków zwalczających chwasty. Postępująca odporność chwastów na środki ochrony roślin jest ogromnym wyzwaniem w rolnictwie, a nie ułatwia tego postępujące ocieplenie klimatu. Dlatego tworzenie nowych ŚOR jest takie ważne.
– Wiedza o tym, jak zbudowane są białka, związane np. z regulacją odpowiedzi na suszę, pozwoli nam wprowadzać modyfikacje, które mogą poskutkować zwiększoną odpornością roślin. Możemy też poszukiwać odmian, które mają tego typu modyfikacje, i wdrażać je do użytku – mówi laureat nagrody AgroBioTop.
Co rolnictwu może zaoferować biologia strukturalna?
- tworzenie nowych odmian roślin uprawnych o zwiększonej odporności na trudne warunki,
- wyższa ilość i jakość produkowanej żywności,
- możliwość zagospodarowania nieużytków rolnych, zanieczyszczonych metalami ciężkimi,
- tworzenie lub poszukiwanie odmian, które posłużą do fitoremediacji, czyli przywracania użyteczności ziem skażonych metalami ciężkimi czy innego rodzaju substancjami,
- pozwala zobaczyć to, czego nie widać pod mikroskopem świetlnym, np. za pomocą krystalografii (poprzez tworzenie kryształów białek, potem wykorzystując promieniowanie X, aby atom po atomie poznać strukturę białek) lub mikroskopii krioelektronowa (która wykorzystuje bardziej zawansowane mikroskopy elektronowe).
Odkrycia w dziedzinie biologii strukturalnej roślin mają kolosalne znaczenie dla rolnictwa zrównoważonego i produkcji rolnej. Modele klimatyczne pokazują, że na całym świecie, także w Europie w najbliższych latach wiele regionów straci swoją użyteczność rolniczą. Co znacznie utrudni wykarmienie 10 mld ludzi. Tym bardziej, że już teraz jest nas ludzi niemal 8 mld.
Fundatorem nagrody AgroBioTop jest firma Bayer. Jest ona ogromnym wyróżnieniem, a także niezłym zastrzykiem finansowym dla laureata. Jak zauważa sam dr Rutkowski takie wyróżnienia nadają dodatkowy sens ciężkiej pracy naukowców, tym bardziej, że badania tego typu sa prób.ą znalezienia odpowiedzi, na problemy i pytania nurtujące nas wszystkich.
Oprac. Natalia Marciniak-Musiał
na podstawie PAP
Zdjecie: Pixabay
