使用 AlphaFold 工程耐熱作物

研究人員正在利用 AlphaFold 加強光合作用中關鍵的酶，使得能夠開發出能承受更高溫度的作物。此方法解決了由全球變暖、乾旱和熱浪導致的主糧作物產量縮小的風險，這些條件會破壞植物生存所需的分子機器。

使用 AlphaFold 識別熱不穩定性

AlphaFold 被用來預測甘油酸激酶（GLYK）的三維結構，這種酶在光合作用中對碳的回收至關重要，因為其結構尚未透過實驗決定。透過比較標準植物與來自火山熱泉的耐熱藻類中 GLYK 的預測結構，研究人員能夠識別出具體的失效點。

基於這些 AlphaFold 預測的分子模擬顯示，團隊發現在植物版本的 GLYK 中，三個靈活的迴路在暴露於高溫時會變得不穩定並「晃動離開形狀」，導致光合作用失敗。

工程混合耐熱酶

為了解決這個不穩定問題，研究團隊通过將植物 GLYK 中不穩定的迴路替換為從藻類版本酶中借來的更剛性迴路，創造了混合酶。

這項工程工作產生了一種在高達 65°C 溫度下仍保持穩定的混合酶。根據密西根州立大學副教授 Berkley Walker：

AlphaFold 使得能夠獲得無法透過實驗取得的酶結構，並協助我們識別關鍵的修改部位。

對全球農業的未來影響

此研究的下一階段涉及種植經工程改造以產生這些混合酶的模型植物，以在真實世界的熱條件下測試其韌性。如果成功，此方法可以擴展到光合作用過程中其他對溫度敏感的酶。

此策略旨在創建一個分子工具箱，以適應各種作物應對暖化氣候，潛在地保護全球糧食生產並確保後代的收穫。