У цианобактерий идентифицировали помогающие управлять фотосинтезом гены
Москва, 13:55, 09 Окт 2019, редакция FTimes.ru, автор Евгения Ковалева.
Исследователи из Университета штата Мичиган определили семейство генов цианобактерий, помогающих контролировать фиксацию углекислого газа.
Открытие поможет лучше понять фотосинтез, сообщает phys.org. Оно открывает путь к системам для экологически безопасного производства биотехнологий.
Выводы исследования представлены в New Phytologist.
Цианобактерии и растения имеют одинаковый фермент, рибулозо-1,5-бифосфаткарбоксилаза/оксигеназа или rubisco. Он захватывает углекислый газ из атмосферы. Процесс является начальной стадией превращения углерода в высокоэнергетическую пищу. У растений работу rubisco часто блокируют крепящиеся к нему мелкие молекулы. На помощь ферменту приходит белок rubisco активаза. Он удаляет нежелательные добавки.
Последние достижения биоинформатики позволили лаборатории Шерил Керфельд определить в сине-зеленых водорослях ген, кодирующий активазу. Структура, как считают авторы, управляет напоминающим ее белком (ALC).
«Ген распространен во многих таксономических группах цианобактерий. Список включает различные одно- и многоклеточные виды», — сказал Сигал Лечно-Йосеф.
Функции ALC остаются неизвестными. Ученые попытались смешать белок из модельных цианобактерий, Fremyella diplosiphon, с подавленным rubisco того же организма в пробирке. ALC не очистил фермент от мелких молекул. Но в клетке белок находится физически близко к rubisco, как и растительный аналог. По этой причине Лечно-Йосеф предполагает, что они работают вместе.
«У нас также есть биоинформатические свидетельства, показывающие эволюцию белка рядом с ферментом. Открытие поддерживает предположение их взаимодействия, — сказал специалист. – Мы заметили, что ALC вызывает накопление rubisco, как и другой протеин цианобактеий, управляющий распространением энзима».
ALC помогает носителю определять уровни СО2 для настройки скорости фотосинтеза. Удаление гена белка не привело к серьезным изменениям в росте. Но обработанные штаммы переживали морфологические изменения при развитии в богатых СО2 средах.
Исследование может помочь эффективнее использовать сине-зеленые водоросли в биотехнологиях.
