# KTH проверил 15 000 вариантов бактериального рубиско в цианобактерии: полезные замены плохо суммируются

- Опубликовано: 2026-11-15 10:16 UTC
- Раздел: Жизнь и здоровье › Биотехнологии
- Теги: инженерия рубиско, бактериальное рубиско, рубиско Gallionella, Synechocystis PCC 6803, библиотека мутаций со штрихкодами, эпистаз, карбоксилирование и оксигенация, улучшение фотосинтеза
- Адрес: https://realtech.media/ru/news/rt-6302ce98e83828a7ce5e279d_kth_proveril_15/

**Варианты рубиско Gallionella проверили в живых клетках Synechocystis: полезные замены по отдельности часто теряли эффект в сочетании. Данные получены на бактериях, не на растениях.**

![KTH screens 15,000 bacterial rubisco variants in cyanobacteria; beneficial changes often fail combined](https://realtech.media/media/2026/11/fee8dec90454f0f7.jpg)
*Earth.com*

Группа под руководством Пола Хадсона из Королевского технологического института KTH в Стокгольме проверила около 15 000 вариантов бактериального рубиско в живых фотосинтезирующих клетках. Результаты опубликованы в Science Advances. Использовали рубиско формы II из Gallionella sp., хозяином служила цианобактерия Synechocystis sp. PCC 6803 [1].

Рубиско захватывает углекислый газ при фотосинтезе, но реагирует и с кислородом, что обходится клетке в энергию. Быстрые бактериальные формы менее избирательны к углекислому газу. Авторы стремились сделать такие ферменты ещё быстрее или снизить оксигенацию, сохранив высокую карбоксилирующую активность [1].

## Скрининг, связанный с ростом

Собственное рубиско клеток было почти полностью отключено, поэтому скорость роста зависела от введённого фермента. Каждый вариант нёс ДНК-штрихкод, что позволяло отслеживать варианты в общей культуре. Библиотека включала варианты с одиночными и множественными заменами [1].

Замены, повышавшие приспособленность, группировались в петле 6 возле активного центра, на границе димера и в возможных газовых туннелях [1]. По данным пересказа работы, около 8% вариантов с одиночной заменой росли лучше исходного фермента, среди вариантов с множеством замен — менее 1%. Один короткий участок-спираль у входа для субстрата не допускал изменений: любая замена там снижала рост.

## Комбинации и модели

Сочетание лучших замен в основном не сработало: в среднем чем больше изменений нёс вариант, тем хуже росли клетки. В наборе данных есть примеры эпистаза, и, как отмечают авторы, он пригоден для проверки вычислительных моделей рубиско [1]. Из 11 новых вариантов, предложенных моделью, обученной на этих данных, восемь не поддерживали рост, два превзошли исходный фермент. Лучший вариант, Ad1, получен простым сложением проверенных замен.

In vitro Ad1 и шестизамещённый вариант C6 показали сниженную каталитическую эффективность оксигенации (kcat/Ko). У одного из них вырос оборот карбоксилирования (kcat C) [1]. По данным пересказа, C6 был примерно на 25% быстрее исходного фермента, Ad1 — примерно на 15% медленнее. Обоим для полной скорости требовалось больше углекислого газа.

## Ограничения

Работа выполнена на цианобактериях с бактериальным ферментом, поэтому для применения в культурных растениях нужны проверки в растительных клетках и целых растениях. Скрининг шёл при 5% углекислого газа, намного выше уровня в воздухе, а подробно охарактеризованы лишь два фермента. Сейчас группа испытывает новые ферменты в растительных клетках и в цианобактериях, модифицированных для синтеза химических веществ.

## Источники

1. [Science Advances](https://doi.org/10.1126/sciadv.aee9222)
2. [Earth.com](https://www.earth.com/plants/scientists-want-to-improve-photosynthesis-to-help-feed-the-world-but-it-isnt-so-simple)

---

Источник: RealTech, realtech.media — https://realtech.media/ru/news/rt-6302ce98e83828a7ce5e279d_kth_proveril_15/