Бактерия Gemmatimonas phototrophica
Фото: Czech Academy of Sciences
Она позаимствовала ее у древней протеобактерии.
Межународная группа ученых сообщила об открытии необычной бактерии, которая совершенно уникальным образом собирает солнечную энергию. Она была найдена в пустыне Гоби.
Хотя «гоби» в переводе с монгольского означает «безводное место», водоемы в этом регионе все же встречаются. В одном из них – озере Тянь Е Ху – восемь лет назад была найдена необычная бактерия. Новый организм принадлежит к редкому роду бактерий под названием Gemmatimonas и содержит бактериохлорофилл, пигмент, родственный хлорофиллам, обнаруженным в растениях.
Анализ ее генома показал, что эта бактерия, получившая название Gemmatimonas phototrophica, осуществляет форму фотосинтеза, позаимствованную у древней протеобактерии – совершенно другого типа бактерий.
«Это исследование имеет важное значение, поскольку оно показывает, что G. phototrophica независимо разработала свою собственную компактную, надежную и высокоэффективную систему для сбора и улавливания солнечной энергии», – авторы исследования.
Ученые выявили подробную структуру комплекса фотосинтеза, который включает 178 пигментов, связанных с более чем 80 белковыми субъединицами. Светособирающие субъединицы расположены двумя концентрическими кольцами вокруг реакционного центра, который преобразует поглощенную световую энергию в электрический заряд.
«Архитектура комплекса очень элегантна – это настоящий шедевр природы. Он обладает не только хорошей структурной стабильностью, но и высокой эффективностью сбора света», – Михал Коблизек, соавтор исследования из Чешской академии наук.
Поскольку пигменты во внешнем кольце имеют более высокую энергию, чем пигменты в центре кольца, вся система служит своеобразной воронкой для поглощения энергии. Энергия, поглощенная пигментами на периферии комплекса, в течение нескольких пикосекунд переносится по градиенту энергии к центру комплекса, где трансформируется в метаболическую энергию.
Схематическое изображение фотосинтетического комплекса бактерии Gemmatimonas phototrophica
Фото: University of Cambridge
Все компоненты комплекса делают его более крупным, чем все ранее описанные фотосинтезирующие комплексы. Исследователи поясняют, что, хотя для создания такой фотосинтезирующей структуры требуется больше энергии, это компенсируется ее стабильностью и надежностью, что, вероятно является эволюционным преимуществом для этих бактерий.
Ученые заявили, что секреты фотосинтеза G. phototrophica могут стать основой для развития синтетической биологии на солнечной энергии.
