Forskere rekonstruerer de biokemiske mekanismer ved fotosyntese

Ansvarlig for planternes grønne farve, de væsentlige mekanismer for fremkomsten af ​​fotosyntese er netop blevet undersøgt på niveau med planteceller. Forskere fra universiteterne i Neuchâtel (UniNE), Genève (UNIGE) og Grenoble (F), samt fra ETH Zürich, afsløre deres opdagelser i tidsskriftet eLife. Kombination af biokemi, elektronmikroskopi, og 3D-rekonstruktion af computere, fænomenet kan nu visualiseres i bevægelige billeder over tid.

Det hele starter med organeller, der er velkendte for biologer:kloroplaster. Indlejret i planteceller, de indeholder klorofyl, pigmentet, der fanger lysets energi for at sikre fotosyntese. Denne smukke kemiske reaktion bruger sollys til at omdanne kuldioxid fra luften til energi og mad, der kan bruges af mennesker.

Men hvordan fotosyntesen fremkommer, er stadig et mysterium. Det er nu stort set beskrevet, takket være arbejde udført på University of Neuchâtel af Rosa Pipitone under ledelse af Emilie Demarsy, en SNF Marie Heim-Vögtlin-forsker ved UniNE i starten af ​​projektet og nu underviser i Genève, og Felix Kessler, professor i plantefysiologi ved UniNE.

Undersøgelsen fokuserede på fødslen og multiplikationen af ​​chloroplaster i cellerne i Arabidopsis thaliana, laboratorierotte af planteforskere. "Vi viste, at fænomenet sker i to faser, "forklarer Felix Kessler. Først er der en strukturopbygningsfase, og derefter en fase med kloroplastmultiplikation. "

Først og fremmest, det er fænomenets hastighed, der var overraskende:det tager mindre end 24 timer for en forløberorganel, etioplast, at omdanne til en perfekt funktionel kloroplast. "Vi har etableret en komplet køreplan for udvikling af kloroplaster, en proces, der er afgørende for plantevækst og overlevelse, ”siger Felix Kessler.

Ved at integrere et mangfoldigt sæt teknikker, dette studie, rost af flere eksterne eksperter, har ført til en model for udviklingen af ​​en organel. Dette er den mest omfattende undersøgelse om fremkomsten af ​​fotosyntese til dato, og åbner nye forskningsveje for at optimere denne proces i anlæg af agronomisk interesse. Dette resultat lover også godt for mere målrettede metoder til ukrudtsbekæmpelse, baseret på herbicider, der ville forhindre grøntsager og dermed overlevelse af uønsket ukrudt, med ringe effekt på den omgivende fauna.