Tanaman mengambil karbon dioksida (CO2) dari lingkungan untuk fotosintesis melalui pori-pori pernapasan mikroskopis yang disebut stomata. Selain itu, uap air dilepaskan ke atmosfir melalui pori-pori ini dalam proses yang disebut transpirasi. Stomata dapat dieratkan untuk menyimpan  air ketika CO2 berlimpah, namun para peneliti tidak tahu bagaimana itu bekerja sampai sekarang.  Julian Schroeder dan koleganya dari University of California di San Diego menunjukkan bagian enzim yang bertanggung jawab untuk  respon stomata terhadap CO2.  Enzim yang bereaksi dengan CO2 menyebabkan sel-sel yang mengelilingi pembukaan pori-pori akan menutup. Demikian laporan tim dalam edisi terbaru  majalah Nature Cell Biology.

Schroeder dan timnya mengidentifikasi sepasang protein yang diperlukan untuk respon CO2  dalam Arabidopsis. Protein-protein ini adalah enzim yang disebut karbonat anhidrase, membagi CO2 menjadi bikarbonat dan proton.  Arabidopsis mutan yang tidak memiliki gen anhydrase karbonat βCA1 dan βCA 4 menunjukkan cacat akibat peningkatan konsentrasi CO2 di atmosfer. Di sisi lain, tanaman yang overexpress gen-gen ini menunjukkan peningkatan efisiensi penggunaan air.

Beberapa jenis sel-sel tumbuhan mengandung karbonat anhydrase, termasuk sel-sel mesofil yang bertanggung jawab untuk fotosintesis.  Schroeder dan koleganya mampu menunjukkan bahwa enzim bekerja secara langsung di dalam sepasang sel, yang disebut sel penjaga, yang mengendalikan pembukaan stomatal. Pengenalan gen karbonat anhydrase dirancang hanya untuk bekerja dalam memulihkan sel penjaga CO2-pori terpicu-menguatkan respon dalam tanaman mutan.

Para peneliti percaya bahwa enzim dapat ditargetkan untuk membuat tanaman "air-bijaksana" dan lebih responsif terhadap CO2. "Bisa jadi bahwa dengan enzim ini, Anda dapat meningkatkan efisiensi  tanaman dalam menggunakan air,selagi menyerap CO2 untuk fotosintesis. Data kami di laboratorium menunjukkan bahwa respons CO2 dapat didorong naik," kata Schroeder.

Silahkan baca artikel aslinya di http://ucsdnews.ucsd.edu/newsrel/science/12-09Stomata.asp Makalah lengkapnya dipublikasikan oleh Nature Cell Biology di http://dx.doi.org/10.1038/ncb2009