Cette figure montre la protéine, sur la droite, qui est changé de créateur d'énergie à dissipateur d'énergie par le lipide non bicouche, la gauche. Crédit : Université d'État de Washington
Récolter la lumière du soleil pour produire de l'énergie est une réaction complexe que les plantes font naturellement, mais n'est pas bien compris.
Une équipe de recherche dirigée par un professeur de l'Université de l'État de Washington a développé un nouvel outil pour étudier comment les lipides interagissent avec les protéines des plantes pour aider à comprendre comment se produit la photosynthèse.
Dans le journal, publié dans le Journal de chimie biologique plus tôt cette année, les scientifiques ont utilisé ce nouvel outil pour trouver le lipide qui contrôle le passage d'une protéine photosynthétique d'un collecteur de lumière à un dissipateur d'énergie dans les plantes.
"Il y a beaucoup de danger potentiel avec la photosynthèse, " dit Helmut Kirchhoff, professeur à l'Institut de chimie biologique de la WSU. "Si les plantes absorbent de l'énergie lumineuse qui n'est pas utilisée correctement pour leur métabolisme, il peut empoisonner la plante et tuer les cellules. Le changement de protéines récoltant la lumière est essentiel pour protéger le système lorsqu'il y a trop de lumière disponible."
Jusqu'à maintenant, personne ne savait avec certitude comment les plantes évitaient cette toxicité les jours ensoleillés. C'est une percée scientifique importante.
Le rapport a été récemment choisi par Science magazine comme article de choix de la rédaction pour mars 2020.
"J'ai été vraiment surpris d'être choisi, " a déclaré Kirchhoff. " Nous étions vraiment excités et honorés d'être choisis dans un journal de premier plan. "
Kirchhoff a écrit l'article avec les co-auteurs Stefanie Tietz, Ricarda Höhner, et Alice Olson de WSU et Michelle Leuenberger et Graham R Fleming de l'Université de Californie, Berkley.
Comment ça fonctionne
Dans le journal, les chercheurs ont développé une méthode pour étudier comment les lipides, qui sont des molécules dans les membranes cellulaires qui remplissent une variété de fonctions, interagir avec les protéines dans les chloroplastes, la partie des cellules végétales vertes qui photosynthétise la lumière.
Ils ont découvert qu'un type spécifique de lipide, appelé lipide non bicouche, semble contrôler le changement que fait la protéine de récolte de lumière lorsque la plante a suffisamment de lumière et a besoin de dissiper une partie de l'énergie reçue.
"Nous soupçonnions que ce lipide non bicouche avait un rôle dans le contrôle de la structure et de la fonction des protéines membranaires, " a déclaré Kirchhoff. "Nous savions qu'il devait avoir une fonction pour être là car c'est le lipide le plus abondant dans les membranes photosynthétiques. Nous ne savions tout simplement pas exactement quel serait ce rôle."
Helmut Kirchhoff. Crédit :WSU
Utilisations futures des résultats
Dans un climat changeant avec une population humaine croissante, cultiver plus de nourriture avec moins de ressources sera essentiel. Cette nouvelle découverte pourrait conduire un jour à une méthode d'optimisation de la photosynthèse des cultures pour des environnements spécifiques, donc l'excès d'énergie ne doit pas être gaspillé, dit Kirchhoff.
"Nous sommes encore très tôt, mais nous sommes enthousiasmés par ce que nous avons trouvé dans cet article, " at-il dit. " Et nous continuerons à utiliser notre nouveau processus pour étudier d'autres interactions lipides-protéines pour voir ce que nous pouvons apprendre d'autre. "
