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Uno studio dell'Università di Newcastle ha dimostrato per la prima volta che l'apprendimento automatico può prevedere le proprietà biologiche dell'enzima più abbondante sulla Terra:il Rubisco.
Il Rubisco (ribuloso-1,5-bisfosfato carbossilasi/ossigenasi) è responsabile della fornitura di carbonio per quasi tutta la vita sulla Terra. Rubisco funziona convertendo la CO 2 atmosferica dall'atmosfera terrestre al carbonio organico, essenziale per sostenere la maggior parte della vita sulla Terra.
Da qualche tempo sono state osservate variazioni naturali tra le proteine di Rubisco delle piante terrestri e studi di modellizzazione hanno dimostrato che il trapianto di proteine di Rubisco con determinate proprietà funzionali può aumentare la quantità di CO2 atmosferica le piante coltivate possono assorbire e immagazzinare.
L'autore principale dello studio, Wasim Iqbal, un dottorato di ricerca. un ricercatore presso la School of Natural and Environmental Sciences dell'Università di Newcastle, parte del gruppo del Dr. Maxim Kapralov, ha sviluppato uno strumento di apprendimento automatico in grado di prevedere le proprietà prestazionali di numerose proteine di Rubisco di piante terrestri con una precisione sorprendentemente buona. La speranza è che questo strumento consenta la ricerca di una proteina Rubisco "sovralimentata" che possa essere bioingegnerizzata in colture importanti come il grano.
Pubblicato nel Journal Of Experimental Botany , lo studio presenta uno strumento utile per lo screening e la previsione della cinetica di Rubisco vegetale per gli sforzi di ingegneria e per studi fondamentali sull'evoluzione e l'adattamento di Rubisco. Lo screening della diversità naturale della cinetica di Rubisco è la strategia principale utilizzata per trovare Rubisco migliori per gli sforzi di ingegneria delle colture.
Wasim afferma che il loro "studio avrà enormi implicazioni per i modelli climatici e le colture bioingegneristiche".
"Questo studio fornisce ai biologi vegetali uno strumento di pre-screening per mettere in evidenza le specie di Rubisco che esibiscono una cinetica migliore per gli sforzi di ingegneria delle colture".
"Lo strumento di apprendimento automatico può essere utilizzato per migliorare l'accuratezza delle stime globali della fotosintesi. Le proprietà delle prestazioni di Rubisco previste dal nostro modello sono compatibili con i modelli del sistema terrestre (ESM) utilizzati dagli scienziati del clima. Attualmente, gli ESM utilizzano un unico insieme di proprietà di Rubisco dal stessa specie (o talvolta una manciata) per la stima della fotosintesi su scala ecosistemica. Il nostro strumento di apprendimento automatico potrebbe fornire previsioni per la maggior parte delle piante terrestri migliorando l'accuratezza degli ESM."
I prossimi passi di questo lavoro includono l'isolamento delle migliori proteine Rubisco identificate dalle previsioni in laboratorio e il tentativo di bioingegnerizzare una specie vegetale con una proteina Rubisco estranea. + Esplora ulteriormente
