Ученые «разобрали» CEF — ключевой суперкомплекс для прорыва в биотехнологях
Logo
Cover

Международная команда ученых очистила и визуализировала ключевой суперкомплекс, участвующий в процессе фотосинтеза всех растений. Это открытие — еще один шаг к биотехнологиям нового поколения.

«К 2050 году нам понадобится на 50% больше топлива, на 70% больше пищи и на 50% больше питьевой воды. Технологии фототрофных микроводорослей способны сыграть важную роль в обеспечении этих потребностей», — говорит профессор Бен Хэнкамер из австралийского Университета Квинсленда. Но для этого надо на молекулярном уровне понять механизм поглощения и сохранения солнечной энергии.

За три миллиарда лет растения, водоросли и сине-зеленые бактерии развили достаточно сложный наномеханизм, позволяющий им использовать фотосинтез для превращения солнечной энергии в химическую, которая принимает форму молекул АТФ и НАДФ, жизненно необходимых для целого ряда клеточных процессов. С их помощью растения растут, вырабатывая кислород и питательные вещества, рассказывает Phys.org.

Фотосинтез может протекать в двух режимах с точки зрения путей транспорта электронов в электронно-транспортной цепи фотосинтеза: линейном (LEF) и циклическом (CEF). Для того чтобы эффективно существовать при меняющихся условиях освещения, фототрофные организмы должны уравновешивать свет, который они впитывают, с энергией АТФ и НАДФ, поэтому им приходится постоянно переключатся между двумя режимами.

Важную роль в этом процессе играет большой макромолекулярный суперкомплекс циклического потока электронов. Однако, из-за динамический природы очистить и тщательно его изучить было трудно, объясняет профессор Хэнкамер.

Для этого ученым пришлось применить сложные методы очистки и характеризации суперкомплекса от микроводорослей, а затем проанализировать его структуру при помощи электронной микроскопии. Структурный анализ показал, как светособирающие комплексы, фотосистема I и компоненты цитохром-b6f-комплекса собираются в суперкомплекс CEF и как их структура позволяет им выполнять различные функции по адаптации организма к освещению.

Информация позволила ученым предложить новую гипотезу работы суперкомплекса CEF.  В дальнейшем она поможет создать новое поколение биотехнологий для производства энергии, пищи и питьевой воды, а также очистки атмосферы от углекислого газа.

Новую технологию получения биотоплива предложили британские специалисты. Они хотят использовать для получения биоэтанола не дефицитную пресную, а морскую воду. Попутно производятся соль и пресная вода.