Hurtigere fotosyntese, højere afgrødeudbytte

På trods af den stigende overflod af kuldioxid i vores atmosfære, er de fleste planter overraskende ineffektive til at omdanne det til sukker under fotosyntesen. Alger gør dette imidlertid meget effektivt takket være en proteinstruktur kaldet pyrenoiden - og Martin Jonikas '04 mener, at denne understuderede cellulære arbejdshest kunne transformere fødevareproduktionen.

Konstruktion af en pyrenoid til afgrøder som ris og hvede kan øge deres kulstofoptagelse og øge udbyttet med så meget som 60 %, siger Jonikas, en assisterende professor i molekylærbiologi ved Princeton University og modtageren af ​​2020 Vilcek Prize for Creative Promise in Biomedical Science , som anerkender fremragende immigranter i den tidlige karriere i USA.

Fordi fotosyntese spiller en afgørende rolle i planetens kulstofkredsløb, kan pyrenoider muligvis også bidrage til at løse andre problemer, som vi står over for i bæredygtighed, herunder klimaændringer, siger han.

VILCEK FONDEN

Som otte år gammel kom Jonikas til USA fra Frankrig med sin geofysikermor og datalogfar, da førstnævnte kom til UC Berkeley-fakultetet. På MIT forfulgte han sin bachelorgrad i rumfartsteknik, men en molekylærbiologitime med professor (nu emerita) JoAnne Stubbe inspirerede ham til at skifte felt. Hun åbnede mine øjne for den virkelighed, at de mest fantastiske maskiner på Jorden er levende organismer. Jeg var hooked! han siger.

Han fortsatte med at forfølge en ph.d. i biokemi og molekylærbiologi ved UC San Francisco, hvor han blev fascineret af fotosyntetiske organismer, mens han arbejdede med rådgivere, herunder Jonathan Weissman, PhD '93, som siden har sluttet sig til MIT-fakultetet. I 2010 havde Jonikas sit eget laboratorium på Carnegie Institution for Sciences afdeling for plantebiologi. Seks år senere flyttede han til Princeton, hvor hans team fokuserer på den ferskvands encellede alge Chlamydomonas - almindeligvis kendt som Chlamy blandt plantebiologer. ( Sammy Chlamy er en af ​​tre musikvideoer, som hans laboratorium har produceret med sangskriveren Jonathan Mann for at lære børn om fotosyntese.)

Ud over at optrevle den molekylære sammensætning af pyrenoider, har hans team genereret et bibliotek på 60.000 Chlamydomonas mutanter - den første af sin slags til en encellet fotosyntetisk organisme. Forskere inden for andre områder vil kunne bruge det som en ressource til arbejde, der også kan øge afgrødeudbyttet.

I sidste ende, hvis vores mål som civilisation er at producere mere mad med færre ressourcer, er alle disse tilgange værd at forfølge, siger Jonikas.

skjule