Raccogliere la luce solare per produrre energia è una reazione complessa che le piante fanno naturalmente, ma non è ben compreso.

Un team di ricerca guidato da un professore della Washington State University ha sviluppato un nuovo strumento per studiare come i lipidi interagiscono con le proteine ​​nelle piante per aiutare a capire come avviene la fotosintesi.

Nella carta, pubblicato in Journal of Biological Chemistry all'inizio di quest'anno, gli scienziati hanno utilizzato questo nuovo strumento per trovare il lipide che controlla quando una proteina fotosintetica passa da un raccoglitore di luce a un dissipatore di energia nelle piante.

"C'è un sacco di potenziale pericolo con la fotosintesi, " disse Helmut Kirchhoff, professore all'Istituto di Chimica Biologica della WSU. "Se le piante assorbono energia luminosa che non viene utilizzata correttamente per il loro metabolismo, può avvelenare la pianta e uccidere le cellule. L'interruttore delle proteine ​​che raccolgono la luce è essenziale per proteggere il sistema quando c'è troppa luce disponibile".

Fino ad ora, nessuno sapeva con certezza come le piante evitassero quella tossicità nei giorni di sole. È un'importante scoperta scientifica.

Il rapporto è stato recentemente scelto da Scienza rivista come carta scelta dall'editore per marzo 2020.

"Sono stato davvero sorpreso di essere stato scelto, " ha detto Kirchhoff. "Siamo stati davvero entusiasti e onorati di essere scelti in un diario di alto livello".

Kirchhoff ha scritto il documento con i coautori Stefanie Tietz, Ricarda Höhner, e Alice Olson della WSU e Michelle Leuenberger e Graham R Fleming dell'Università della California, Berkley.

Come funziona

Nella carta, i ricercatori hanno sviluppato un metodo per studiare come i lipidi, che sono molecole nelle membrane cellulari che svolgono una varietà di funzioni, interagiscono con le proteine ​​nei cloroplasti, la parte delle cellule vegetali verdi che fotosintetizza la luce.

Hanno scoperto che un tipo specifico di lipidi, chiamato lipide non a doppio strato, sembra controllare l'interruttore che la proteina di raccolta della luce fa quando la pianta ha abbastanza luce e ha bisogno di dissipare parte dell'energia ricevuta.

"Eravamo sospettosi che questo lipide non a doppio strato avesse un ruolo nel controllo della struttura e della funzione delle proteine ​​di membrana, "Ha detto Kirchhoff. "Sapevamo che doveva avere una funzione per essere lì perché è il lipide più abbondante nelle membrane fotosintetiche. Non sapevamo esattamente quale sarebbe stato quel ruolo".

Usi futuri dei risultati

In un clima che cambia con una popolazione umana in aumento, sarà essenziale coltivare più cibo con meno risorse. Questa nuova scoperta potrebbe un giorno portare a un metodo per ottimizzare la fotosintesi nelle colture per ambienti specifici, così l'energia in eccesso non deve essere sprecata, disse Kirchhoff.

"Siamo ancora molto presto, ma siamo entusiasti di ciò che abbiamo trovato in questo documento, " ha detto. "E continueremo a utilizzare il nostro nuovo processo per studiare altre interazioni lipidi-proteine ​​per vedere cos'altro possiamo imparare".