Ανακαλύφθηκε πως λειτουργεί η φωτοσύνθεση - Υποσχέσεις για αύξηση της παραγωγής

Οι επιστήμονες λένε ότι ξεκλείδωσαν την διαδικασία της φωτοσύνθεσης, μια ανακάλυψη που θα μπορούσε να μας βοηθήσει να ανταποκριθούμε στις απαιτήσεις του επισιτισμού. Με αυτές τις πληροφορίες, η βιομηχανία τροφίμων μπορεί να είναι σε θέση να δημιουργήσει μια πιο βιώσιμη αλυσίδα εφοδιασμού, ισχυρίζεται η μελέτη.

Σύμφωνα με μια μελέτη του Πανεπιστημίου του Σέφιλντ , έχει βρεθεί η δομή ενός από τα συστατικά της φωτοσύνθεσης. Αυτό το εύρημα θα μπορούσε να οδηγήσει σε ενδεχόμενη επανασχεδίαση της διαδικασίας προκειμένου να επιτευχθούν υψηλότερες αποδόσεις.

Η μελέτη, που δημοσιεύθηκε την περασμένη Τετάρτη, αποκαλύπτει τη δομή ενός αντικειμένου που ονομάζεται cytochrome b6f. Αυτή η ένωση είναι ένα σύμπλεγμα πρωτεϊνών που επηρεάζει την ανάπτυξη των φυτών στη φωτοσύνθεση.

Η ομάδα διαπίστωσε ότι η πρωτεΐνη περιλαμβάνει μια ηλεκτρική σύνδεση μεταξύ δύο άλλων ειδών πρωτεΐνης. Οι χλωροπλάστες φυτικών κυττάρων μετατρέπουν στη συνέχεια το ηλιακό φως σε χημική ενέργεια.

Συγγραφέας της μελέτης και διδακτορικός φοιτητής στη μοριακή βιολογία και τη βιοτεχνολογία, η Lorna Malone εξήγησε τις λεπτομέρειες.

"Η μελέτη μας παρέχει σημαντικές νέες ιδέες για το πώς το cytochrome b6f χρησιμοποιεί το ηλεκτρικό ρεύμα που διέρχεται από αυτό για να ενεργοποιήσει μια« μπαταρία πρωτονίων »», είπε.

Βασικά, αυτή η εικόνα μας βοηθά να κατανοήσουμε πώς η ένωση αυτή συνδέεται με άλλα πράγματα μέσα στη διαδικασία της φωτοσύνθεσης.

Δεδομένου ότι η b6f είναι η «καρδιά που χτυπάει τη φωτοσύνθεση», παίζει σημαντικό ρόλο, λέει ο επιβλέπων του έργου Dr Matt Johnson.

Στη συνέχεια, αυτή η κατανόηση είναι σημαντική επειδή "τελικά αυτή η αντίδραση παρέχει την ενέργεια που χρειάζονται τα φυτά για να μετατρέψουν το διοξείδιο του άνθρακα σε υδατάνθρακες και βιομάζα που στηρίζουν την παγκόσμια τροφική αλυσίδα", σύμφωνα με τον Malone.

Οι επιστήμονες καθόρισαν για πρώτη φορά το μοναδικό σωματίδιο που αναζητούσαν - b6f - για τη διεξαγωγή της μελέτης. Στη συνέχεια το μοντελοποίησαν.

Η διαδικασία μοντελοποίησης της φωτοσύνθεσης

Αυτό το μοντέλο δείχνει μια ακριβή αναπαράσταση της πρωτεΐνης. Δείχνει επίσης νέες λεπτομέρειες που οι επιστήμονες δεν έχουν δει ποτέ πριν. Τέτοιες λεπτομέρειες επέτρεψαν στους ερευνητές να κατανοήσουν καλύτερα τον πρόσθετο ρόλο του κυτοχρώματος b6f στην φωτοσυνθετική αποτελεσματικότητα σε σχέση με τις περιβαλλοντικές συνθήκες.

Αυτό το εύρημα διαφέρει από άλλες παρόμοιες μελέτες επειδή δείχνει ότι η πρωτεΐνη αποτελεί μέρος ενός "μηχανισμού απόκρισης". Αυτός ο μηχανισμός "προστατεύει το εργοστάσιο από βλάβες κατά τη διάρκεια έκθεσης σε δύσκολες συνθήκες όπως η ξηρασία ή το υπερβολικό φως". Στο πλαίσιο της υπερθέρμανσης του πλανήτη και των ολοένα και πιο μεταβαλλόμενων κλιματικών συνθηκών, αυτό αποτελεί κρίσιμη πληροφορία.

"Προηγούμενες μελέτες έχουν δείξει ότι με το χειρισμό των επιπέδων αυτού του συμπλέγματος μπορούμε να αναπτύξουμε μεγαλύτερα και καλύτερα φυτά", εξηγεί ο Johnson για τις επιπτώσεις της μελέτης.

"Με τις νέες γνώσεις που έχουμε αποκτήσει από τη δομή μας, μπορούμε να ελπίζουμε να ανασχεδιάσουμε ορθολογικά τη φωτοσύνθεση των καλλιεργούμενων φυτών για να επιτύχουμε τις υψηλότερες αποδόσεις που πρέπει επειγόντως να διατηρήσουμε σε παγκόσμιο επίπεδο το προβλεπόμενο πληθυσμό 9-10 δισεκατομμυρίων μέχρι το 2050."

Πηγή