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Comece devagar para responder às grandes questões sobre fotossíntese
Novas técnicas científicas estão revelando o papel complexo que as proteínas desempenham na fotossíntese.
Apesar de ter sido descoberta há quase 300 anos, a fotossíntese ainda tem muitas perguntas sem resposta para a ciência, particularmente como as proteínas se organizam para converter a luz solar em energia química enquanto protegem as plantas do excesso de luz solar.
Agora, uma colaboração entre pesquisadores da University of Leeds e da University of Kobe, no Japão, está desenvolvendo uma nova abordagem para a pesquisa da fotossíntese.
Usando membranas híbridas que imitam membranas naturais de plantas e microscópios avançados, eles estão abrindo a fotossíntese para pesquisas em nanoescala, o estudo da vida para menos de um bilionésimo de metro, para revelar o comportamento de moléculas de proteínas individuais.
O Dr. Peter Adams, professor associado da Faculdade de Física e Astronomia da Universidade de Leeds, que supervisionou a pesquisa, disse: "Por muitas décadas, os cientistas têm desenvolvido uma compreensão da fotossíntese em termos de biologia vegetal. Esta pesquisa visa abordar no nível molecular e na forma como as proteínas interagem.
"Uma maior compreensão da fotossíntese beneficiará a humanidade. Ela ajudará os cientistas a identificar novas maneiras de proteger e aumentar a produtividade das safras, bem como inspirar os tecnólogos a desenvolver novos materiais e componentes movidos a energia solar."
Os resultados são publicados na revista acadêmica. Pouco.
A fotossíntese ocorre quando os fótons ou pacotes de energia luminosa fazem com que os pigmentos das proteínas coletoras de luz fiquem excitados. A maneira como essas proteínas são organizadas determina como a energia é transferida para outras moléculas.
É um sistema complexo que se desenvolve em diferentes pigmentos, proteínas e camadas de membrana que capturam a luz dentro da planta. Juntos, ele regula a absorção de energia, transferência e conversão dessa energia em outras formas úteis.
Para entender esse processo intrincado, os cientistas estão usando uma técnica chamada microscopia de força atômica, um dispositivo capaz de revelar componentes de membrana com alguns nanômetros de tamanho.
A dificuldade é que as membranas naturais das plantas são muito frágeis e podem ser danificadas por microscopia de força atômica.
Mas no ano passado, pesquisadores da Universidade de Kobe anunciaram que desenvolveram uma membrana híbrida composta de material vegetal natural e lipídios sintéticos que atuaria como um substituto para uma membrana vegetal natural e, mais importante, é mais estável quando usada. sistema. microscópio de força.
A equipe da University of Leeds usou a membrana híbrida e a submeteu à microscopia de força atômica e a outra técnica de visualização avançada chamada microscopia de imagem de fluorescência vitalícia, ou FLIM.
A pesquisadora PhD Sophie Meredith, também da University of Leeds School of Physics, é a principal autora do artigo. Ela disse: "A combinação de FLIM e microscopia de força atômica nos permitiu observar os elementos da fotossíntese. Nos deu uma visão sobre os comportamentos dinâmicos e as interações que ocorrem.
"O importante é que possamos controlar alguns dos parâmetros da membrana híbrida, poder isolar e controlar fatores, e isso ajuda na pesquisa experimental.
"Em essência, agora temos uma 'bancada de teste' e um conjunto de ferramentas de imagem avançadas que revelarão o funcionamento submolecular da fotossíntese."
A pesquisa foi apoiada pela Royal Society, o Conselho de Pesquisa em Biotecnologia e Ciências Biológicas, o Conselho de Pesquisa em Ciências Físicas e de Engenharia, o Conselho de Pesquisa Médica e a Sociedade Japonesa para a Promoção da Ciência.