Фотосинтезата буквално променя света ни. Растенията, „хранещи се“ със слънчева светлина и „издишващи“ кислород, трансформират цялата земна атмосфера в тази, която дишаме днес. Тя захранва нашите екосистеми с енергия.

Сега изследователи се натъкнаха на един доста хитър вид бактерия, която, изглежда, си е откраднала технологията за фотосинтезиране. Нещо повече, нейното устройство за консумация на светлина няма нищо общо с това, което познаваме като цяло.

„Архитектурата на комплекса е доста елегантен. Истински шедьовър на природата – казва Микал Кобилчек от института по микробиология към Чешката академия на науките. – Има не само добра структурна стабилност, но и отлична ефективност при събирането на светлина.“

Знаем за съществуването на множество фотосинтезиращи бактерии. Gemmatimonas phototrophica обаче, обитаваща пустинята Гоби, е уникална.

В някакъв период от историята си бактерията открадва цял набор от фотосинтезиращи гени от една по-древна протеобактерия – напълно различен тип бактерия.

Това демонстрира силата на хоризонталния трансфер на гени на бактериите (същия, който улеснява разпространяването на антибиотичната резистентност) – благодарение на него един напълно различен организъм може да се сдобие със способността да поглъща слънчева светлина.

Този нов за науката и изключително стабилен комплекс от молекули, поглъщащи светлина, разполага с централен реакционен център, вътрешен пръстен, улавящ слънчевата светлина (откриван и при други бактерии) и нов тип външен пръстен.

Заедно тези три компонента съставят един доста по-голям от обичайното фотосинтезиращ комплекс.

Фотосинтезиращият комплекс на Gemmatimonas phototrophica. Източник: Tristan I. Croll/University of Cambridge.

Външният пръстен улавя допълнителни количества слънчева светлина и подпомагат вътрешния. Впоследствие тези два компонента пренасочват фотоните към реакционния център, където се намират хромофорите (те изпълняват функцията на зелените хлорофилни пигменти в растенията).

Именно тук се случва и самата фотосинтеза. Уловената слънчева светлина възбужда хромофорите и ги кара да пренасят своите електрони по пътека, която подканва атомите от водата да се включат в поредица от реакции. В края на краищата се произвеждат захари с помощта на въглероден диоксид.

Светлината се превръща в част от свързващата енергия, която обвързва захарните молекули – същите, които и ние, и животните разграждаме, за да се сдобием с енергия.

Реакционният център на G. Phototrophica е сходен с този на протеобактерията и има същите хромофори, които откриваме и в лилавите слънцепоглъщащи бактерии. Той обаче се различава от останалите по уникалната си и доста стабилна подредба на молекулите.

Не е изключено един ден да можем и ние да откраднем древната тайна за фотосинтезиране на G. Phototrophica и да я използваме, за да построим захранвана от слънцето синтетична биология.

Изследването е публикувано в Science Advances.

Източник: Science Alert