使用 AlphaFold 工程化耐热作物

研究人员正在利用 AlphaFold 加强光合作用中关键的酶，从而使得能够耐受更高温度的作物得以开发。这种方法解决了由全球变暖、干旱和热浪导致的主要作物收成减少的风险，这些风险可能会破坏植物生存所需的分子机器。

使用 AlphaFold 识别热不稳定性

AlphaFold 被用于预测甘油酸激酶（GLYK）的三维结构，这是一种在光合作用过程中对碳回收至关重要的酶，因为其结构尚未通过实验确定。通过比较普通植物和来自火山热泉的耐热藻类中 GLYK 的预测结构，研究人员能够识别出特定的失效点。

基于这些 AlphaFold 预测的分子模拟显示，团队发现植物版本的 GLYK 中的三个柔性环在暴露于高温时会变得不稳定并“晃动失去形状”，导致光合作用失败。

工程化混合耐热酶

为了解决这种不稳定性，研究团队通过将植物 GLYK 中的不稳定环替换为从藻类版本酶中借鉴的更刚性环来创建混合酶。

AlphaFold 使得能够获取实验上不可获得的酶结构，并帮助我们确定了需要修改的关键部分。

对全球农业的未来影响

这项研究的下一阶段涉及种植经过工程改造以产生这些混合酶的模型植物，以在真实世界的高温条件下测试其韧性。如果成功，此方法可以扩展到光合作用过程中的其他温度敏感酶。

此策略旨在创建一个分子工具包，以使各种作物适应变暖的气候，从而可能保障全球粮食生产并确保后代的收获。