Ученые продвинулись в понимании фотоферротрофии
Ученые из Вашингтонского университета Сент-Луиса рассмотрели механизмы жизнедеятельности фотоферротрофных организмов – бактерий, использующих свет и электроны из внешних источников для фиксации углерода.
Исследование было проведено лабораторией доктора Арпиты Бозе, сообщает phys.org. Его результаты опубликованы в журнале Nature.
Микробы используют метаболические каналы, отличные от человеческих. Понимание их обмена веществ поможет в развитии энергетических и других технологий. Одним из основных вопросов, рассматриваемых лабораторией Бозе, является фотоферротрофия или использование света и электронов внешних источников для фиксации углерода. Эта реакция – основной энергетический ресурс человеческого организма. Фиксация углерода использует свет для производства сахаров.
До начала исследования ученые обнаружили, что некоторые микробы взаимодействуют с электричеством окружающей среды, даже отдавая ей электроны. Бозе предположила, что существует обратимый процесс. Она захотела показать способность некоторых организмов получать заряженные частицы из металлических оксидов окружения. Используя штамм TIE-1 бактерии Rhodopseudomonas palustris, Бозе идентифицировала желаемый процесс, названный внеклеточным приемом электронов (ВПЭ).
Специалисты определили отвечающие за способность гены и выяснили, что она зависит от наличия источника света. Без него умение принимать электроны падает на 70%. На основе результатов Бозе предположила, что заряженные частицы могут играть важную роль в фотосинтезе. Последующие исследования показали, что электроны, получаемые микроорганизмами, проникают в их фотосистему.
Чтобы показать участие частиц в фиксации углерода, ученые рассмотрели активность фермента RuBisCo. Он играет ключевую роль в получении сахаров из углекислого газа. Команда выяснила, что RuBisCo сильнее всего выделяется и активизируется при ВПЭ. Без фермента организмы теряли способность принимать электроны. Выводы предполагают, что виды, вроде TIE-1, могут получать частицы из окружения, используя их вместе со светом для синтеза питательных молекул.
Помимо лучшего понимания разнообразия метаболических процессов, выводы проекта помогут в генерировании чистой энергии, считают авторы.
