Биологи впервые смогли "выдрать" полный центр фотосинтеза из бактерии

МОСКВА, 29 ноя — РИА Новости. Американские биологи впервые смогли извлечь фотосинтезирующий центр, фотосистемы I и II, а также обслуживающие их белки, из цианобактерии и не повредить их, что значительно ускорит разработку искусственных аналогов зеленых "энергостанций", говорится в статье, опубликованной в журнале Science.

Растения и бактерии умеют превращать энергию света в питательные вещества при помощи так называемых фотосистем I и II. Первая система захватывает фотоны света и преобразует их в свободные электроны, а вторая расщепляет молекулы воды на кислород и водород и использует последний для сборки молекул питательных веществ. Работа и структура этих систем хорошо изучена, однако их взаимодействие и расположение внутри клетки оставались загадкой для ученых.

Роберт Бланкеншип из университета Вашингтона в Сент-Луисе (США) и его коллеги научились извлекать центр фотосинтеза из цианобактерий при помощи остроумной генетической модификации. Они вставили в геном микробов из рода Synechocystis особую последовательность нуклеотидов, которая содержала в себе инструкции по синтезу белковых меток, прикрепленных к поверхности фотосистем и других частей центра фотосинтеза.

Эти метки "сшили" фотосистемы и прочие элементы комплекса, что увеличило их прочность, а также позволило ученым найти их и извлечь, ухватившись за одну из меток на поверхности фотосистемы II. Когда ученые набрали достаточное количество таких "мегакомплексов", они изучили химическую и трехмерную структуру фотосистем, а также проследили за работой светособирающей белковой "антенны" при облучении светом.

К примеру, биологам удалось выяснить, что антенны захватывают фотон и передают электрон в другие части центра фотосинтеза всего за пикосекунду, одну триллионную долю секунды. Бланкеншип и его коллеги полагают, что собранная ими информация поможет нам создать их искусственные аналоги и повысить эффективность фотосинтеза в листьях культурных растений в несколько раз.