Vědci z Jihočeské univerzity a Biologického centra Akademie věd ČR byli součástí týmu, kterému se jako prvnímu podařilo detailně popsat systém fotosyntézy u sinic. Zároveň také odhalili, jak sinice chrání svůj fotosyntetický aparát, když je světla příliš mnoho.
Čeští vědci popsali, jak sinice získávají energii. Může je to pomoci zastavit
Fotosyntéza je proces přeměny energie slunečního záření v rostlinách, který je důležitý pro vývoj kyslíku a tvorbu biomasy. Všechny fotosyntetické organismy mají speciální útvary složené z proteinů, jejichž jediným úkolem je zachytit sluneční záření a získanou energii odevzdat dalším proteinům, které ji přemění na chemickou energii.
Tyto útvary, které se nazývají světlosběrné antény, jsou u sinic velmi zvláštní a jejich detailní struktura a mechanismus přenosu energie nebyly dosud známy.
Devítičlennému týmu, v němž byli i vědci z amerických univerzit v Michiganu a Berkeley a z Národní laboratoře v Berkeley, se podařilo antény sinic do detailu popsat a zobrazit. Umožnilo jim to zjistit, jak se zachycená energie celým systémem přenáší. Tuto analýzu provedli právě jihočeští vědci.
Sinice, stejně jako rostliny a řasy, však dokážou absorbovat pouze část této energie a během fotosyntézy u nich dochází k energetickým ztrátám. U sinic bylo již dlouhou dobu známo, že za regulaci toku energie odpovídá malý protein zvaný OCP, ale dosud nebylo jasné, jak funguje.
Vědcům se nyní podařilo odhalit místa, kde se tento malý protein váže na anténu. Byl to první krok k pochopení mechanismu, jak tento protein může ovlivnit tok energie v mnohonásobně větší světlosběrné anténě. Následné modelování působení proteinu spolehlivě vysvětlilo. Celý systém je optimalizován tak, že OCP protein odebere přebytečnou energii z antény a bezpečně ji převede na teplo.
„Vidět poprvé strukturu celého systému byl neskutečný zážitek. Hned bylo jasné, že je to zásadní průlom, který nám umožní do detailu pochopit, jak systém funguje,“ uvedl Tomáš Polívka z Přírodovědecké fakulty Jihočeské univerzity.
Umělecké ztvárnění světlosběrného aparátu sinic. Základní složky antény jsou znázorněny modře a zeleně, OCP protein je v oranžové barvě
K čemu to je?
Sinice jsou organismy, které jsou schopné nesmírně rychlého množení – a to je buď problém, nebo se to dá využít. Poznatky z tohoto výzkumu by se podle jeho autorů daly využít například u umělé fotosyntézy, ale také při omezení nežádoucího výskytu sinic na vodních plochách.
Právě tam totiž páchají největší škody, když dokážou pokrýt hladinu a zabránit tak přístupu světla i kyslíku do vody.
