La fotosintesi comporta la conversione dell'energia luminosa in energia chimica, che viene immagazzinata sotto forma di ATP e potere riducente (NADPH). Il gruppo di ricerca si è concentrato su un enzima chiave chiamato ATP sintasi, responsabile della sintesi dell'ATP dall'ADP (adenosina difosfato) utilizzando l'energia rilasciata dal gradiente protonico generato durante la fotosintesi.
Utilizzando una combinazione di tecniche biochimiche, biofisiche e di biologia strutturale, i ricercatori hanno scoperto che l'ATP sintasi è regolata da una piccola proteina nota come PGRL1 (proteina 1 correlata alla fotosintesi). PGRL1 si lega all'ATP sintasi e ne modula l'attività, garantendo che la sintesi di ATP sia coordinata con la disponibilità di energia luminosa e la richiesta cellulare di ATP.
I ricercatori hanno anche identificato amminoacidi specifici all'interno di PGRL1 e ATP sintasi che sono fondamentali per la loro interazione e funzione regolatoria. Manipolando questi amminoacidi attraverso l'ingegneria genetica, sono stati in grado di alterare la regolazione della sintesi di ATP, dimostrando l'importanza di queste interazioni molecolari nel controllo della produzione di energia negli organismi fotosintetici.
Comprendere la regolazione della sintesi di ATP negli organismi fotosintetici non è solo fondamentale per chiarire i meccanismi fondamentali della fotosintesi, ma ha anche implicazioni più ampie per campi come la ricerca sulla bioenergia e il miglioramento delle colture. Sfruttando le conoscenze acquisite da questo studio, gli scienziati possono sviluppare strategie per migliorare l’efficienza della fotosintesi e ottimizzare la produzione di ATP nelle piante, portando potenzialmente a un aumento dei rendimenti di biomassa e a una migliore sicurezza alimentare.
