Des chercheurs de l'Université du Queensland et de l'Université de Münster (WWU) ont purifié et visualisé le supercomplexe du flux d'électrons cycliques (CEF), un composant clé de tous les mécanismes de photosynthèse des plantes qui aident à guider la prochaine génération de biologie solaire. Le développement de la technologie.
Cette découverte, en collaboration avec l'équipe de scientifiques internationaux de l'Université de Bâle, de l'Université d'Okayama et de l'Université de New South Wales, a été publiée dans les Actes de la National Academy of Sciences et fournit de nouvelles informations sur le processus de photosynthèse au niveau moléculaire.
Pour répondre aux besoins de tous les êtres humains, le professeur Ben Hankamer de l’UQs Institute for Molecular Bioscience devra augmenter de 50% le carburant, de 70% de la nourriture et de 50% de l’eau salubre. La technologie des microalgues photosynthétiques a le potentiel de jouer un rôle important dans la satisfaction de ces besoins. Il dirige le Centre de biotechnologie solaire, qui permet de mieux comprendre comment ces microbes capturent et stockent l’énergie solaire au niveau moléculaire, Promouvra le développement de la biotechnologie solaire.
Culture de microalgues qui se développe rapidement dans des conditions d’eaux usées et de luminosité.
Depuis plus de trois milliards d'années, les plantes, les algues et les bactéries bleu-vert ont développé des opérations sophistiquées à l'échelle nanométrique leur permettant de réaliser la photosynthèse, dans laquelle l'énergie solaire est capturée et stockée sous forme d'énergie chimique.
Cette énergie chimique existe sous la forme de molécules d’ATP et de NADPH, essentielles pour de nombreux processus cellulaires.
L'ATP et le NADPH permettent aux organismes photosynthétiques de se développer, produisant ainsi de l'oxygène atmosphérique, des aliments et des combustibles essentiels à la vie sur Terre.Le professeur Hippler affirme être à la WWUs Plant Biology and Biology. Travaux de l'Institut technique.
Il existe deux modes de photosynthèse: le flux d'électrons linéaire (LEF) et le flux d'électrons cyclique (CEF). Pour fonctionner efficacement dans des conditions d'éclairage changeantes, les organismes photosynthétiques doivent équilibrer la lumière absorbée avec l'énergie nécessaire, ATP Et NADPH, pour ce faire, en ajustant constamment la relation entre les deux modes.
L’une des formes de la photosynthèse: flux d’électrons circulant (image de Leavingbio.net)
Deux formes de photosynthèse: le flux d'électrons linéaire (Image de Leavingbio.net) Il existe des preuves biochimiques selon lesquelles une macromolécule appelée supercomplexe du flux d'électrons circulants (CEF) joue un rôle clé dans ce processus de réglage précis. Cependant, le professeur Hankamer a expliqué qu'en raison de sa nature dynamique, Les supercomposites sont utilisés pour la détermination structurelle.
Pour résoudre ce problème, l'équipe a utilisé une méthode complexe pour purifier et caractériser le supercomplexe CEF à partir de microalgues, puis a analysé sa structure par microscopie électronique.
À la recherche de supercomplexes, les chercheurs ont minutieusement extrait environ 500 000 complexes protéiques de microalgues, dont seulement 1 000 sont des supercomplexes CEF.
L’analyse structurelle révèle comment les complexes collecteurs de lumière, les systèmes légers et les composants du cytochrome b6f s’assemblent dans des supercomplexes CEF et comment ils sont organisés de telle sorte qu’ils puissent être connectés et déconnectés de manière dynamique pour remplir différentes fonctions, adaptant ainsi les organismes à différents environnements. Conditions d'éclairage et besoins en énergie.
Ces informations, associées à des preuves expérimentales supplémentaires, permettent aux chercheurs de proposer une nouvelle hypothèse expliquant le fonctionnement du supercomplexe CEF.
Le professeur Hippler a expliqué que le supercomplexe CEF est un excellent exemple de structure hautement conservée du point de vue de l'évolution, car il semble être protégé dans de nombreuses plantes et algues et qu'il n'a pas changé de manière significative depuis des millions d'années. .
Le professeur Hankamer a expliqué que ces travaux sont essentiels aux efforts du Centre de biotechnologie solaire pour développer la prochaine génération de biotechnologies et d’industries solaires.
Le centre a été étendu à 30 équipes internationales réparties en Europe, en Asie, aux États-Unis, en Australie et en Nouvelle-Zélande. Il s’engage à développer une biotechnologie de nouvelle génération à base d’énergie solaire, à base d’algues vertes photosynthétiques.
L'énergie solaire convertie par la photosynthèse est environ 10 fois supérieure à celle requise par l'homme et constitue également la base de la plupart des êtres vivants de la planète. Le professeur Hankamer a déclaré que l'objectif de l'équipe était d'optimiser le mécanisme de la photosynthèse des algues vertes afin de produire des technologies permettant de répondre aux besoins mondiaux en énergie, en nourriture et en eau, et de comprendre comment la photosynthèse se situe au niveau moléculaire. De travail.
Ces nouvelles informations aideront à orienter la conception des technologies de capture solaire de nouvelle génération basées sur les microalgues et diverses biotechnologies et industries à énergie solaire pour la production de produits de grande valeur, de denrées alimentaires, de combustibles et d'eau potable. Les solutions pour lutter contre le changement climatique, extraire le dioxyde de carbone de l'atmosphère, ainsi que son utilisation et son stockage sont également des domaines intéressants.
