متن خبر

تاریخ خبر : ۱۳۹۸/۱۲/۱۴

تعداد بازدید : ۱۹۲

تعداد رای : ۷

کشف عامل رشد سیانوباکتری ها در نور کم محیط

تیمی از محققان آمریکایی ساختار یک کمپلکس پروتئینی را کشف کرده اند که به سیانوباکتری ها توانایی تبدیل نور ضعیف خورشید به انرژی قابل استفاده را می دهد. یافته های آنها فرصت های در خور توجهی را برای مهندسیِ محصولات زراعی جهت رشد در شرایط نور کم و یا سایه ارائه می دهد.

ارگانیسم های فوتوتروپیک مانند سیانوباکتری ها (موجودات ریز فتوسنتزی که تقریباً در همه جای کره زمین زندگی می کنند) به طور چشمگیری با شرایط نوری متفاوت سازگار هستند. بااینحال، همواره در رقابت چالش برانگیزی برای دریافت طول موج های نور مرئی (λ=400-700 nm) می باشند.

 

از اینرو، یک تیم تحقیقاتی شامل محققانی از دانشگاه های ایالتی آریزونا، پنسیلوانیا و مونتانا در آمریکا، در مطالعه ای، سیانوباکتریFischerella thermis  (ارگانیسم الگو در مطالعه فتوسنتز) را مورد آزمایش قرار دادند. آنها نشان دادند که این سیانوباکتری با سنتز و گنجاندنِ کلروفیلی به نام کلروفیل f (شکلی از کلروفیل a که از نظر ساختاری مشابه با آن، اما از نظر شیمیایی متفاوت است) در کمپلکس فتوسیستم I خود، بر این چالش غلبه کرده و به خود این امکان را می دهد تا در شرایط نور ضعیف قرمزِ دور (λ=700-800 nm) نیز رشد کند.   

 

دونالد برایانت، استاد بیوتکنولوژی در دانشگاه پنسیلوانیا و از نویسندگان اصلی این تحقیق اظهار کرد: زمانیکه سیانوباکتری ها در شرایط نورِ کم مانند زیر سطح یک حوضچه یا زیر بستر یک برگ در کف جنگل زندگی می کنند، برخی قادرند که وضعیت خود را از حالت استفاده از نور مرئی (نور اصلی جهت رشد و فعالیت های فتوسنتزی) به حالت استفاده از نور ضعیفِ قرمز دور تغییر دهند. این توانایی به سیانوباکتری ها یک مزیت انطباقی نسبت به سایر موجودات می دهد و می تواند دلیل این باشد که آنها 50 درصد از کل فعالیت های فتوسنتزی در سطح کره زمین را بر عهده دارند.

 

برای درک این پدیده و کشف ساختار فتوسیستمI، محققان از میکروسکوپ الکترونی کرایو (Cryo-EM) استفاده کردند. آنها توانستند چهار جایگاه اتصال برای کلروفیل f در فتوسیستم I شناسایی کنند که در آن مولکول های کلروفیل f می توانند به یکدیگر متصل شده و عملکردی شوند.

 

یافته های این تیم فرصت های در خور توجهی را جهت اصلاح محصولات زراعی ارائه می دهد. به طوریکه می توان به اصلاح محصولات زراعی جهت کنترل میزان جذب نور در شرایط نوری متفاوت پرداخت. به عنوان مثال، با این رویکرد، دو محصول زراعی با ارتفاع متفاوت می توانند در کنار هم کاشته شده، به طوریکه محصول کوتاهتر که در سایه قرار دارد با جذب نور قرمزِ دور به خوبی رشد کند. چنین رویکردی می تواند تولید محصول در واحد سطح را دو برابر کند.

 

جزئیات این پژوهش در نشریه Science Advances منتشر شده است. برای مشاهده این پژوهش، لینک مقاله را کلیک نمایید.

نظرات

پاسخ به نظــر بازگشت به حالت عادی ثبت نظر

نـــام
ایمیل
نظر شما
کارکترهایی که در تصویر می بینید را وارد نمایید. (حساس به حروف کوچک و بزرگ)
Captcha