Фотосинтез позволяет заводам производить свой собственный сахар, используя солнечный свет. Этот процесс происходит в определенных клеточных отделениях, хлоропластах.
Энергия света захвачена хлорофиллом и преобразована в химическую энергию в двух комплексах белка, названных фотосистемами I и II, чтобы произвести сахар.Мишель Голдшмидт-Клермон, преподаватель в Отделе Биологии Ботаники и Завода Отделения естественных наук UNIGE, изучает внутренние работы фотосинтеза в Chlamydomonas reinhardtii, плавающая морская водоросль единственной клетки, используемая в качестве образцового организма. «Когда этот микроорганизм находится в окружающей среде, исчерпанной питательного железа, он должен приспособить свой метаболизм, чтобы гарантировать его рост и умножение.
Эта адаптация включает устранение фотосистемы I, который позволяет клетке возвращать железо, которое это содержит. Морская водоросль будет тогда потреблять другие питательные вещества, чтобы преодолеть нехватку сахара», говорит исследователь.
Биологи хотели узнать, как точно морская водоросль отвечает на дефицит железа и как устранение фотосистемы I, который состоит из многих подъединиц, связывающих приблизительно 200 пигментов и кофакторы, выполнено. «Мы определили белок, закодированный в ДНК ядра, названного Mac1, и продемонстрировали, что это требуется для производства подъединицы фотосистемы I, который, напротив, закодирован в геноме хлоропласта», объясняет Дамиан Души, исследователь от Женевской группы и первый автор исследования. Действительно, хлоропласты обладают своей собственной ДНК и синтезируют некоторые их белки. Железо, перерабатывающее таким образом, следует из диалога, происходящего между генами, выраженными и в ядре клетки и в хлоропластах.Изменения белка отражают отсутствие
В сотрудничестве с исследователями в Университете Гумбольдта в Берлине и Университете Пьер и Мария Кюри в Париже, ученые заметили, что, когда железо становится недостаточным, белок Mac1 претерпевает биохимические изменения и его уменьшения количества. «Эти изменения, вероятно, означают, что хлоропласт получает сигнал. В то время как существующие фотосистемы, я демонтирован, производство новых подъединиц фотосистемы, я запрещен, потому что Mac1 не присутствует в достаточном количестве в хлоропласте», отмечает Мишель Голдшмидт-Клермон.
Биологи от UNIGE теперь пытаются установить, как дефицит железа воспринят и передан к Mac1 во время этого ответа, который нацеливает в лучшем случае распределение доступного железа.