Fotosintesi più veloce, raccolti più elevati

Nonostante la crescente abbondanza di anidride carbonica nella nostra atmosfera, la maggior parte delle piante è sorprendentemente inefficiente nel convertirla in zucchero durante la fotosintesi. Le alghe, tuttavia, lo fanno in modo molto efficiente, grazie a una struttura proteica chiamata pirenoide, e Martin Jonikas '04 crede che questo cavallo di battaglia cellulare poco studiato potrebbe trasformare la produzione alimentare.

L'ingegneria di un pirenoide in colture come riso e grano potrebbe aumentare il loro assorbimento di carbonio e aumentare i raccolti fino al 60%, afferma Jonikas, assistente professore di biologia molecolare all'Università di Princeton e destinatario del Premio Vilcek 2020 per la promessa creativa in scienze biomediche , che riconosce gli straordinari immigrati all'inizio della carriera negli Stati Uniti.

Poiché la fotosintesi svolge un ruolo fondamentale nel ciclo del carbonio del pianeta, i pirenoidi potrebbero anche essere in grado di contribuire a risolvere altri problemi che stiamo affrontando in termini di sostenibilità, compreso il cambiamento climatico, dice.

FONDAZIONE VILCEK

All'età di otto anni, Jonikas è arrivato negli Stati Uniti dalla Francia con la madre geofisica e il padre informatico quando il primo è entrato a far parte della facoltà della UC Berkeley. Al MIT, ha conseguito la laurea in ingegneria aerospaziale, ma un corso di biologia molecolare con la professoressa (ora emerita) JoAnne Stubbe lo ha ispirato a cambiare campo. Mi ha aperto gli occhi sulla realtà che le macchine più incredibili sulla Terra sono organismi viventi. Sono stato agganciato! lui dice.

Ha continuato a perseguire un dottorato di ricerca in biochimica e biologia molecolare presso la UC San Francisco, dove è rimasto affascinato dagli organismi fotosintetici mentre lavorava con consulenti tra cui Jonathan Weissman, PhD '93, che da allora è entrato a far parte della facoltà del MIT. Nel 2010, Jonikas aveva il suo laboratorio presso il Dipartimento di biologia vegetale della Carnegie Institution for Science. Sei anni dopo, si è trasferito a Princeton, dove il suo team si è concentrato sull'alga unicellulare d'acqua dolce Clamidomona —comunemente noto come Chlamy tra i biologi vegetali. ( Sammy la Chlamy è uno dei tre video musicali che il suo laboratorio ha prodotto con il cantautore Jonathan Mann per insegnare ai bambini la fotosintesi.)

Oltre a svelare la composizione molecolare dei pirenoidi, il suo team ha generato una libreria di 60.000 Clamidomona mutanti: il primo del suo genere per un organismo fotosintetico unicellulare. I ricercatori in altre aree potranno utilizzarlo come risorsa per il lavoro che potrebbe anche migliorare i raccolti.

Alla fine, se il nostro obiettivo come civiltà è produrre più cibo con meno risorse, vale la pena perseguire tutti questi approcci, afferma Jonikas.

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