– DziÄ™ki poznaniu mechanizmów molekularnych i możliwoÅ›ci projektowania Å›rodków biologicznie czynnych bÄ™dzie możliwe stworzenie odmian roÅ›lin uprawnych o zwiÄ™kszonej odpornoÅ›ci na suszÄ™ albo takich, które pozwolÄ… przywrócić użyteczność ziem zanieczyszczonych metalami ciężkimi – mówi dr hab. MiÅ‚osz Ruszkowski z poznaÅ„skiego Instytutu Chemii Bioorganicznej PAN, laureat nagrody naukowej AgroBioTop, przyznawanej za wybitny wkÅ‚ad w rozwój rolnictwa i nauk rolniczych. Jak wskazuje, do poÅ‚owy tego stulecia ten sektor bÄ™dzie musiaÅ‚ wyżywić już blisko 10 mld ludzi, tymczasem – ze wzglÄ™du na globalne ocieplenie – wielkość produkcji rolnej spada. Dlatego naukowcy muszÄ… modyfikować albo poszukiwać nowych odmian roÅ›lin, bardziej odpornych na trudne warunki. Tym wÅ‚aÅ›nie zajmuje siÄ™ biologia strukturalna.
– Biologia strukturalna roÅ›lin daje nam wglÄ…d w to, jak zbudowane sÄ… biaÅ‚ka i inne czÄ…steczki, od których zależy funkcjonowanie każdej żywej komórki, każdego organizmu. TÄ™ wiedzÄ™ możemy wykorzystać do projektowania nowych czÄ…steczek, które mogÄ… modyfikować funkcjonowanie tych biaÅ‚ek. A zastosowania tego mogÄ… być wielorakie. To na przykÅ‚ad projektowanie nowych herbicydów. W tej chwili zmagamy siÄ™ z problemem rosnÄ…cej odpornoÅ›ci roÅ›lin na Å›rodki chwastobójcze, a globalne ocieplenie jeszcze bardziej go nasili, wiÄ™c bÄ™dziemy potrzebowali nowych zwiÄ…zków tego typu – mówi dr hab. MiÅ‚osz Ruszkowski, kierownik ZakÅ‚adu Biologii Strukturalnej Eukariotów w Instytucie Chemii Bioorganicznej PAN w Poznaniu.
Biologia strukturalna roÅ›lin jest dziedzinÄ… nauki o ogromnym, choć jeszcze nie w peÅ‚ni wykorzystanym potencjale. Poziom poznania mechanizmów molekularnych w komórkach roÅ›linnych wciąż jest znacznie niższy niż w przypadku ludzi czy chociażby bakterii. Odkrywanie tych mechanizmów stwarza jednak ogromne możliwoÅ›ci projektowania nowych Å›rodków biologicznie czynnych. Te zaÅ› można wykorzystać np. w celu uzyskiwania odpornoÅ›ci roÅ›lin na stresy takie jak susza, zanieczyszczenie Å›rodowiska czy wysokie zasolenie.
– Wiedza o tym, jak zbudowane sÄ… biaÅ‚ka, zwiÄ…zane np. z regulacjÄ… odpowiedzi na suszÄ™, pozwoli nam wprowadzać modyfikacje, które mogÄ… poskutkować zwiÄ™kszonÄ… odpornoÅ›ciÄ… roÅ›lin. Możemy też poszukiwać odmian, które majÄ… tego typu modyfikacje, i wdrażać je do użytku – mówi laureat nagrody AgroBioTop.
DziÄ™ki badaniom z zakresu biologii strukturalnej roÅ›lin możliwe bÄ™dzie tworzenie nowych odmian roÅ›lin uprawnych o zwiÄ™kszonej odpornoÅ›ci na trudne warunki, co z kolei przeÅ‚oży siÄ™ na wyższÄ… ilość i jakość produkowanej żywnoÅ›ci. KolejnÄ… korzyÅ›ciÄ… jest też możliwość zagospodarowania nieużytków rolnych, zanieczyszczonych metalami ciężkimi.
– Możemy tworzyć lub poszukiwać takich odmian, które posÅ‚użą do fitoremediacji, czyli przywracania użytecznoÅ›ci ziem skażonych metalami ciężkimi czy innego rodzaju substancjami. Takie roÅ›liny mogÄ… oczyszczać glebÄ™ niejako poprzez „wysysanie” tych metali ciężkich. Po kilku rundach takiego oczyszczania grunty można przywrócić do użytku, oczywiÅ›cie po ich wczeÅ›niejszym przebadaniu – tÅ‚umaczy dr hab. MiÅ‚osz Ruszkowski.
Jak podkreÅ›la laureat nagrody AgroBioTop, biologia strukturalna pozwala zobaczyć to, czego nie widać nawet pod mikroskopem – naukowcy stosujÄ… coraz bardziej zaawansowane metody, aby zajrzeć do wnÄ™trza czÄ…steczek, z których sÄ… zbudowane żywe organizmy.
– Wykorzystujemy np. metody krystalograficzne – czyli zaczynamy od tworzenia krysztaÅ‚ów biaÅ‚ek, którymi w danym momencie siÄ™ zajmujemy, a nastÄ™pnie – używajÄ…c promieniowania rentgenowskiego – możemy dokÅ‚adnie, atom po atomie, zobaczyć, jak te biaÅ‚ka sÄ… zbudowane. Ostatnimi czasy popularna staje siÄ™ też metoda mikroskopii krioelektronowej. To bardzo silne powiÄ™kszenie z użyciem już nie mikroskopu Å›wietlnego, tylko elektronowego – mówi badacz z Instytutu Chemii Bioorganicznej PAN w Poznaniu.
Odkrycia w dziedzinie biologii strukturalnej roÅ›lin majÄ… kolosalne znaczenie dla rolnictwa zrównoważonego i produkcji rolnej. Ta zaÅ› musi być coraz bardziej efektywna, ponieważ – zgodnie z prognozami ONZ – do 2050 roku rolnictwo bÄ™dzie musiaÅ‚o wyżywić już w sumie 9,6 mld ludzi. Tymczasem globalne ocieplenie powoduje, że wielkość produkcji rolnej spada. Modele klimatyczne pokazujÄ…, że – zarówno w Europie, jak i na caÅ‚ym Å›wiecie – w kolejnych dekadach caÅ‚e regiony stanÄ… siÄ™ rolniczo niezdatne do zagospodarowania. Dlatego naukowcy muszÄ… modyfikować albo poszukiwać nowych odmian roÅ›lin, bardziej odpornych na trudne warunki.
– Już w tej chwili na Å›wiecie jest prawie 8 mld ludzi, w zwiÄ…zku z czym zapotrzebowanie na żywność jest coraz wiÄ™ksze. GÅ‚ównym problemem dla rolnictwa jest produkowanie coraz wiÄ™kszej iloÅ›ci żywnoÅ›ci, żeby zaspokoić ten rosnÄ…cy popyt – mówi ekspert.
Dr hab. MiÅ‚osz Ruszkowski zostaÅ‚ wÅ‚aÅ›nie laureatem prestiżowej nagrody naukowej AgroBioTop. Wyróżnienie, przyznawane przez Komitet Biotechnologii Polskiej Akademii Nauk, honoruje mÅ‚odych uczonych i ich dokonania z zakresu biotechnologii, które wybitnie przyczyniajÄ… siÄ™ do rozwoju rolnictwa. KapituÅ‚a uhonorowaÅ‚a dr. hab. MiÅ‚osza Ruszkowskiego za badania w zakresie biologii strukturalnej roÅ›lin.
Nagroda AgroBioTop, oprócz ogromnego prestiżu, ma także wymiar finansowy w wysokoÅ›ci 5 tys. euro, a jej fundatorem jest firma Bayer, która jest zarazem organizatorem kampanii HASHThankYouScience. W ramach tej akcji można w social mediach (np. na profilu popularnonaukowym Baylab: https://www.facebook.com/BaylabPolska/) podziÄ™kować naukowcom – w tym także dr. Ruszkowskiemu – za ich pracÄ™ i wkÅ‚ad w poprawÄ™ jakoÅ›ci życia codziennego.
– Akcje tego typu dodajÄ… nam skrzydeÅ‚. PokazujÄ…, że pracujemy dla kogoÅ› – i ten ktoÅ› jest nam wdziÄ™czny. Mowa tu oczywiÅ›cie o caÅ‚ym spoÅ‚eczeÅ„stwie – nie tylko polskim, bo przecież badania naukowe sÄ… uniwersalne i miÄ™dzynarodowe. Å»yjemy w globalnej wiosce, gdzie rozwój w jednym miejscu za chwilÄ™ przenosi siÄ™ na drugi koniec Å›wiata – mówi dr hab. MiÅ‚osz Ruszkowski. – Ważne jest pokazywanie, że to, co robimy, to nie odrealnione próby przelewania jednego roztworu w zlewce w inny czy realizowanie wyimaginowanych wizji. To sÄ… osiÄ…gniÄ™cia, które powstajÄ… w odpowiedzi na problemy i pytania nurtujÄ…ce nas wszystkich.
