VARANASI: Hindistan Hükümeti, Botanik Bölümü, Fen Bilimleri Enstitüsü, Banaras Hindu Üniversitesi, Bhabha Atom Araştırma Merkezi (BARC) ve Atom Enerjisi Bölümü’nden araştırmacılar tarafından yürütülen bir araştırma, ağır metal konsantrasyonunun arttığını buldu. Kadmiyum bitki ve mahsul büyümesi için bir tehdit oluşturuyor ve gıda güvenliği ile ilgili endişeleri artırıyor. Yardımcı doçent liderliğindeki araştırma Yogesh Mishra ve araştırma bilim adamları Akanksha Srivastava ve Subhankar Biswas, siyanobakterilerin stresli koşullar altında, özellikle ağır metallerin varlığında nasıl fotosentezi sürdürdüklerini anlamaya çalıştılar. Araştırma ekibinin diğer üyeleri BARC’dan Hema Rajaram ve Arvind Kumar.
En son bulgu, dünyaca ünlü bilimsel dergi BBA-Proteins and Proteomics’te yayınlandı (Ocak 2023).
“Artan insan faaliyetleri, çeşitli ekosistemlerdeki ağır metal konsantrasyonunda önemli bir artışa yol açmıştır. Uzmanlar bunun canlı organizmaların, özellikle de fotosentetik organizmaların büyümesi için ciddi bir tehdit oluşturduğuna inanıyor çünkü fotosentezin yapısal ve işlevsel yönleri ağır metallere karşı son derece hassastır.” Ekin üretkenliğini artırır ve iklim değişikliği durumlarıyla zaten tırmanan gıda güvenliği endişelerine katkıda bulunabilir İlginç bir şekilde, en az 2 tane içeren önemli bir fotosentetik prokaryot sınıfı olan siyanobakteriler (mavi-yeşil algler), İlk olarak 6 milyar yıl önce, çevre koşulları sert olduğunda Dünya’da ortaya çıktı, ağır metallere karşı nispeten dirençlidir.
Fotosentez sürecinin iki modu olduğunu söyledi: doğrusal elektron akışı ve döngüsel elektron akışı. Kadmiyum konsantrasyonunun artan birikimi, doğrusal elektron akışını olumsuz etkiler. Araştırma ekibi, bir model siyanobakteride ağır metallerden kaynaklanan oldukça toksik kadmiyum stresi durumunda, Anabaena sp. PCC 7120, fotosentez sürecini sürdürmek için döngüsel elektron akışı etkinleştirilirken doğrusal elektron akışı etkilenir. Başka bir çığır açan bulgu, LexA proteininin ilgili anahtar fotosentetik genleri düzenleyerek bu fotosentetik reaksiyonları düzenlediğini ortaya çıkardı. Bu, bugüne kadar bu yöndeki ilk keşif.
Mishra, bulgunun yıllar boyunca yürütülen ayrıntılı bir araştırmanın sonucu olduğunu söyledi. Bulgunun, ekosistemdeki ağır metal toksisitesinin zorluklarını ele almak için daha fazla araştırma yapılmasının önünü açması ve ayrıca, gıda güvenliği sorununu çözmeye yardımcı olarak, gelişmiş fotosentetik verimliliğe sahip strese dayanıklı mahsullerin geliştirilmesine yardımcı olması bekleniyor. Mishra, “Fotosentez, ağır metal stresinden etkilenen hayati süreçlerden biri olduğundan, bulgularımız, gelişmiş fotosentetik verimlilik ve ağır metallere karşı tolerans ile rekombinant siyanobakterilerin gelişimi için umut vaat ediyor” dedi. Serinin önceki çalışmalarının saygın hakemli dergiler Çevresel ve Deneysel Botany (2022) ve Algal Research’te (2021) yayınlandığını da sözlerine ekledi.
Mishra ayrıca 2008’den 2013’e kadar Almanya’nın Köln kentindeki Max Plank Enstitüsünde ve İsveç’teki Umea Bitki Bilim Merkezinde doktora sonrası araştırmacı olarak çalıştı. İlgi alanı siyanobakterilerin ve bitkilerin moleküler stres biyolojisidir.