Ketika populasi global terus tumbuh, solusi inovatif diperlukan untuk memastikan ketahanan pangan. Dengan lahan dan nutrisi terbatas yang tersedia, para peneliti di Universitas Teknis Munich (TUM) sedang mengeksplorasi cara -cara untuk meningkatkan hasil panen menggunakan evolusi terarah terus menerus. Memimpin upaya ini, Dr. Ulschan Bathe menjelaskan tujuan proyek, dampak potensial pada ketahanan pangan, dan peran kampus Tum's Weihenstephan dalam memajukan penelitian ini.
Ulschan Bathe, Anda sedang mengerjakan evolusi terarah pada tanaman, apa sebenarnya yang Anda targetkan?
Tim saya dan saya sedang meneliti enzim tanaman yang berumur pendek. Karena masa hidupnya yang singkat, enzim -enzim ini harus sering diganti, mengonsumsi banyak sumber daya pabrik. Kami bertujuan untuk memperpanjang hidup enzim ini melalui evolusi terarah, yang melibatkan modifikasi yang ditargetkan. Hal ini dapat menghasilkan lebih sedikit sumber daya yang digunakan untuk memperbarui enzim ini, memungkinkan lebih banyak energi diarahkan pada pertumbuhan tanaman. Dengan cara ini, kami berharap dapat meningkatkan hasil panen dan berkontribusi pada ketahanan pangan.
Ini disebut sebagai “evolusi terarah kontinu” – yang hampir terdengar seperti fiksi ilmiah. Apa sebenarnya yang mencakup proses ini?
Apa yang kami lakukan pada dasarnya adalah evolusi dalam jangka waktu yang sangat terkompresi. Di alam, DNA Perubahan terus menerus melalui mutasi gen, yang terjadi pada frekuensi rendah. Jika mutasi ini memberikan keuntungan dalam kompetisi untuk sumber daya dan kelangsungan hidup, organisme dengan genom bermutasi akan berlaku, yang dikenal sebagai “kelangsungan hidup yang paling cocok.” Kami menggunakan “kelangsungan hidup yang paling cocok” untuk tujuan kami di laboratorium, khususnya untuk enzim berumur pendek. Kami menginduksi tingkat mutasi yang lebih tinggi pada gen target kami dan menguji bagaimana tarif mutasi yang dihasilkan dalam kompetisi sumber daya.
Untuk mempercepat prosesnya, kami tidak akan memperkenalkan modifikasi ini pada tanaman tetapi dalam mereproduksi organisme model dengan cepat, dalam kasus kami, ragi. Ini memungkinkan kami untuk menyelesaikan 120.000 tahun evolusi tanaman di laboratorium hanya dalam beberapa hari.
Dan gen yang dimodifikasi kemudian ditransfer ke tanaman?
Tepatnya, begitu kita telah mengembangkan enzim tanaman dalam ragi melalui mutasi, kita akan memperkenalkan kembali sekuens gen yang diedit menjadi tanaman tanaman. Untuk langkah ini, kami akan menggunakan tanaman tomat karena sangat mudah untuk memanipulasi secara genetik. Kami akan menyelidiki tanaman ini yang membawa sekuens gen yang sedikit diubah dan memeriksa apakah mutasi yang diperkenalkan sebenarnya memiliki efek yang diinginkan. Melalui percobaan yang sesuai, kami dapat menguji apakah enzim yang diedit berumur panjang pada tanaman, juga, berpotensi mengarah ke hasil yang meningkat.
Mengapa Anda memilih Tum dan Forum Hans Eisenmann untuk proyek ini?
Saat mencari lokasi, saya perhatikan bahwa profesor Prof. Brigitte Poppenberger di Tum adalah yang paling cocok. Kami berbagi minat penelitian, dan infrastruktur di tempat termasuk peralatan di laboratorium penelitian sangat ideal untuk proyek ini. Lingkungan akademik juga bermanfaat untuk mendirikan kelompok penelitian yang didanai oleh jaringan elit Bavaria. Kami telah merekrut anggota dari Tum, tetapi juga dari Cina dan Amerika Selatan. Jika Anda mencari keunggulan, seseorang harus berpikir secara global, yang dimungkinkan di sini. Tum menarik para peneliti dari seluruh dunia sehingga kami dapat melakukan penelitian di level tertinggi dengan tim internasional kami.
Bagaimana mendanai kelompok riset junior oleh jaringan elit Bavaria mendukung Anda?
Dukungan keuangan dari jaringan elit Bavaria dan koneksi ke perguruan tinggi doktor membuat membangun tim yang begitu besar. Berkat dana, kami memiliki lebih banyak posisi dalam grup, yang, tentu saja, membuat penelitian lebih mudah. Namun, dana itu melampaui dukungan keuangan. Soft Skills juga memainkan peran penting dalam karier akademik. Mungkin sulit untuk menavigasi banyak persyaratan, seperti kunjungan penelitian internasional, profil ilmiah yang jelas, dan publikasi. Sebagai bagian dari program pendanaan, Doctoral College menawarkan siswa PhD kesempatan yang baik untuk bertukar ide dan menghabiskan waktu di luar negeri.
Tentang Ulschan Bashe:
Ulschan Bathe belajar di Halle-Wittenberg dan melakukan PhD di Leibniz Institute of Plant Biokimia. Setelah penelitian tetap di Universitas Floridaia bergabung dengan bioteknologi profesor Prof. Brigitte Poppenberger dari tanaman hortikultura dengan dana dari jaringan elit Bavaria.
