Razumijevanje prirodne 'temperature': Studija baca novo svjetlo na to kako alge regulišu fotosintezu s pH-om

Novo istraživanje objavljeno u časopisu Journal of the American Chemical Society otkrilo je dosad nepoznat mehanizam kojim određene alge prilagođavaju svoje fotosintetičke procese kao odgovor na promjene pH razine.

Studija je usredotočena na PC645 proteinski kompleks, ključnu komponentu u fotosintetičkom mehanizmu kriptofitnih algi. Ovi mikroorganizmi napreduju u vodnom okruženju gdje se intenzitet svjetlosti i kvaliteta razlikuju, posebno u dubljim vodama gdje samo plavo-zelene valne duljine prodiru.

Koristeći kombinaciju naprednog računalnog modeliranja i eksperimentalnih tehnika, istraživački tim je pokazao da MBV-ovi unutar kompleksa PC645 pokazuju osjetljivost na fluktuacije pH-a. Kada se pH poveća, MBV-ovi prolaze kroz suptilne molekularne promjene koje smanjuju njihovu sposobnost da učinkovito prenose energiju. Nasuprot tome, niže pH razine omogućuju pigmentima da djeluju na vrhunskim performansama. Ovo dinamičko prilagođavanje omogućuje algama da optimiziraju svoj fotosintetski izlaz kao odgovor na promjene okolišnih uvjeta. Dr. Ulrich Kleinekathöfer, profesor teorijske fizike koji vodi tim na Constructor University, naglasio je značaj otkrića.

Dok je točna funkcionalna uloga regulacije zasnovane na MBV-u i dalje nejasna, nalazi sugeriraju potencijalnu evolucijsku adaptaciju koja omogućuje algama da zadrže metaboličku ravnotežu u promenljivim staništima. "Efektivno smo pronašli dimmer prekidač, ali zapravo još ne znamo za što je to", primijetio je. "Zajednički napor okupio je stručnjake iz obje institucije, koristeći računalnu fiziku i biofiziku s eksperimentalnim biokemijskim metodama.

U međuvremenu, istraživači na Sveučilištu Princeton, predvođeni profesorom Gregoryjem Scholesom, potvrdili su ova predviđanja kroz spektroskopske eksperimente. Njihovi rezultati potvrdili su da bi prilagodbe brzine prijenosa energije posredovane MBV-om mogle varirati do 40% do 50%, ovisno o pH razini.

Ako je to istina, to bi moglo predstavljati temeljnu prilagodljivu osobinu koju dijele mnogi fotosintetički organizmi, omogućujući im da se izbore s stresorima iz okoliša kao što su zakiseljivanje ili temperaturne promjene.

"Ako možemo razumjeti mehanizam i pronaći načine da ga modifikujemo, to je vrsta stvari koja bi jednog dana mogla biti korištena u biomedicinskim ili farmaceutskim aplikacijama, ili da modifikuje prinose usjeva, na primjer, kao odgovor na našu klimatsku promjenu", dodao je.