במחקר שפורסם בהליכים של האקדמיה הלאומית למדעים, חוקרים מאוניברסיטת יוטה סטייט ועמיתיהם הבינלאומיים חשפו ממצאים חדשים שיכולים לקדם משמעותית את ההנדסה הגנטית של קיבוע חנקן בגידולי מזון. הצוות, בראשות הביוכימאים לאנס סיפלדט וז'י-יונג יאנג, גילה שיטה יעילה הכוללת שבעה גנים מרכזיים בלבד המאפשרים לגידולי דגנים כמו תירס ואורז להמיר חנקן אטמוספרי לחומרי הזנה שמישים.
מבחינה היסטורית, חנקן, החיוני לגידול צמחים, סופק באמצעות דשנים סינתטיים, שיטה הנשענת במידה רבה על תהליך האבר-בוש שפותח לפני למעלה ממאה שנה. אמנם יעיל בהגברת ייצור המזון העולמי, אך תהליך זה דורש תשומות דלק מאובנים משמעותיות ויש לו טביעת רגל סביבתית ניכרת. לעומת זאת, היכולת של גידולים לתקן חנקן מהאוויר באמצעות אור שמש בלבד יכולה להפחית באופן דרמטי את הצורך בדשנים כימיים ולהפחית את פליטת הפחמן הנלוות.
סיפלדט ויאנג, שעבדו עם מדענים מהאוניברסיטה הפוליטכנית של מדריד ומאוניברסיטת קרנגי מלון, התמקדו בשילוב גנים מקובעים חנקן במיטוכונדריה של צמחים וכלורופלסטים. גישה זו תאפשר לצמחים לייצר דשנים באופן עצמאי, מה שעשוי לשנות שיטות חקלאיות, במיוחד באזורים כמו אפריקה שמדרום לסהרה, שבהם הגישה לדשנים סינתטיים מוגבלת.
פריצת הדרך מתרחבת גם לחקלאות בחלל, תמיכה במשימות ארוכות טווח ובמאמצי קולוניזציה פוטנציאליים על ידי מתן שיטה בת קיימא לגידול יבולים בסביבות מחוץ לכדור הארץ.
בעוד העולם מתמודד עם האתגרים הכפולים של שינויי אקלים והביקוש הגובר למזון, מחקר זה מציע דרך מבטיחה לעבר מערכות חקלאיות בנות קיימא וגמישות יותר. העבודה המתמשכת של הצוות מבקשת לחדד עוד יותר את השילובים הגנטיים הדרושים לקיבוע חנקן יעיל בצמחים, במטרה לתזמר סימפוניה מלאה של פעילות גנטית לסינתזה אופטימלית של חומרים מזינים.
