Таинственная пустынная бактерия развила свою уникальную способность к фотосинтезу

Фотосинтез буквально изменил наш мир. Растения, которые «питаются» солнечным светом и «дышат» кислородом, превратили всю атмосферу Земли в атмосферу, которой мы сейчас дышим, питая наши экосистемы энергией.

Теперь исследователи обнаружили хитрый тип бактерий, использующих украденную технику фотосинтеза. А их поглощающий свет молекулярный аппарат не похож ни на что, виденное нами раньше.

«Архитектура комплекса очень изящная. Настоящий шедевр природы», Говорит Михал Копласич из Института микробиологии Чешской академии наук. «Он не только обладает хорошей структурной стабильностью, но и обладает высокой светосилой».

Хотя мы знаем много фотосинтезирующие бактерии Действительно, что происходит внутри жилища пустыни Гоби Гемматимонас фототрофика уникальный.

В какой-то момент истории бактерий он украл у старых генов целый набор генов, связанных с фотосинтезом. протеобактерии Совершенно другой класс бактерий.

Это указывает на силу бактерий. Навыки горизонтального переноса генов (печально известный тем, что легко распространяет устойчивость к антибиотикам), позволяя совершенно другому виду организмов обрести способность поедать солнечный свет.

Это новое, высокостабильное, поглощающее солнечный свет соединение молекул научного уровня содержит центральный реакционный центр и внутреннее кольцо, поглощающее солнечный свет. Мы видели раньше в другие бактериии новый тип внешнего кольца.

Эти три компонента вместе делают их более крупными, чем ранее описанные комплексы фотосинтеза.

Gemmatimonas phototrophica’s Комплекс фотосинтеза. (Тристан И. Кролл/Кембриджский университет)

Внешние кольца улавливают солнечный свет, а дополнительные кольца 800 и 816 нм добавляются к полосам поглощения 868 нм внутреннего кольца. Затем они перемещают свои захваченные фотоны вниз к реакционному центру, где хромофортакие как зеленые пигменты хлорофилла в растениях.

Здесь происходит фотосинтез. Захваченный солнечный свет побуждает переносчики хрома передавать свои электроны по пути, который катализирует атомы из воды в цепной реакции с использованием углекислого газа для производства сахаров.

Кусочки света становятся частью связующей энергии, которая удерживает молекулы сахара вместе — те самые, которые мы, животные, можем расщепить, чтобы получить нашу энергию.

Г. фототрофический Реакционный центр подобен таковому у протеобактерий и имеет те же хромофоры, что и у протеобактерий. Пурпурные солнечные бактерии. Однако он отличается от других известных реакционных центров уникальным расположением молекул стабилизации.

Хотя для создания этой фотосинтетической структуры потребуется больше энергии, чем для других известных видов, Исследователи объясняют«Это может быть компенсировано его исключительной стабильностью и силой … комплекс, вероятно, представляет собой эволюционное преимущество».

«Это структурное и функциональное исследование имеет важные последствия, потому что оно показывает, что Г. фототрофика самостоятельно разработали компактную, надежную и высокоэффективную архитектуру сбора и улавливания солнечной энергии». Говорит Структурный биолог Шеффилдского университета Бо Цянь.

Однажды мы также сможем украсть Г. фототрофический Древние секреты фотосинтеза для построения солнечного будущего Синтетическая биология.

Это исследование было опубликовано в научный прогресс.