Technik

Durchbruch in der Erforschung der Photosynthese!

Am 17 November, 2019

Gute Nachrichten spinach

Britische Wissenschaftler*innen haben die Struktur eines der wichtigsten Elemente in der Photosynthese entschlüsselt. Aus der neuen Erkenntnis versprechen sich die Forscher*innen die Beeinflussung von Photosynthese bis hin zu größeren Erträgen von Nutzpflanzen.

In einer neuen Studie haben Molekularbiolog*innen der Universitäten Sheffield und Leeds die Struktur von Cytochrom-b6f untersucht. Cytochrom-b6f ist ein sogenannter Proteinkomplex, also eine Zusammenlagerung mehrerer Proteine, und nimmt eine zentrale Rolle in der Photosynthese ein. Der Proteinkomplex verbindet Photosystem I und II, die Orte der eigentlichen Photosynthese, miteinander. Der Cytochrom-b6f-Komplex ist ein Engpass in der Photosynthese: Vorangegangene Studien zeigten, dass eine erhöhte Produktion der Proteine, aus denen der Komplex besteht, Pflanzen schneller wachsen lässt. Deswegen versprechen sich Wissenschaftler*innen aus einem vollständigen Verständnis des Cytochrom-b6f-Komplexes eine erhöhte Nahrungsmittelproduktion.

Das Team rund um die beiden Hauptautoren Neil Hunter und Matthew Johnson haben den Cytochrom-b6f-Komplex in Spinatpflanzen untersucht. Mit einem Elektronenmikroskop gelang es den Forscher*innen die Struktur des Komplexes erstmals zu skizzieren. Die bisherigen Ergebnisse beantworten zwar noch nicht alle offenen Fragen in den komplexen Eigenschaften des von Cytochrom-b6f. Laut Expert*innen sollen sie aber die Grundlage für ein weiteres Verständnis des Zusammenhangs zwischen Aufbau und Aufgaben des Proteinkomplexes sorgen.

Die neue Studie legt aber bereits nahe, wie sich Cytochrom-b6f durch die Umwelt der Pflanze verändert: So haben die Forscher*inne beobachtet, wie die Verbindung zwischen dem Proteinkomplex und anderen Molekülen unter Umständen blockiert werden kann. Eine solche Veränderung tritt zum Beispiel auf, wenn die Pflanze wegen zu viel Sonnenlicht die Photosynthese verlangsamen muss. Weitere Erkenntnisse in dem Bereich sollen es Forscher*innen ermöglichen, Cytochrom-b6f zu beeinflussen, sowie dadurch wiederum Photosynthese und auch das Pflanzenwachstum zu beschleunigen. Das sei „der Schlüssel zur Erhöhung der Nahrungsmittelproduktion um eine weltweite Bevölkerung von zehn Milliarden im Jahr 2050 zu ernähren”, schreiben die Autor*innen.

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