Une mystérieuse bactérie du désert a développé sa capacité unique de photosynthèse

La photosynthèse a littéralement changé notre monde. Les plantes qui « mangent » la lumière du soleil et « respirent » l’oxygène ont transformé l’atmosphère terrestre entière en l’atmosphère que nous respirons maintenant, alimentant nos écosystèmes en énergie.

Aujourd’hui, des chercheurs ont découvert un type de bactérie rusé en utilisant une technique de photosynthèse volée. Et leur appareil moléculaire mangeur de lumière ne ressemble à rien de ce que nous avons vu auparavant.

« L’architecture du complexe est très élégante. Un véritable chef-d’œuvre de la nature, » Dit Michal Koplasic de l’Institut de microbiologie de l’Académie tchèque des sciences. « Il a non seulement une bonne stabilité structurelle, mais également une efficacité élevée de collecte de la lumière. »

Alors que nous connaissons beaucoup de bactéries photosynthétiques En effet, que se passe-t-il à l’intérieur de l’habitation du désert de Gobi Gemmatimonas phototrophica Unique.

À un moment donné de l’histoire des bactéries, il a volé toute une suite de gènes liés à la photosynthèse à partir de gènes plus anciens. Protéobactérie Une classe de bactéries complètement différente.

Cela indique la force des bactéries Compétences horizontales de transfert de gènes (connu pour propager facilement la résistance aux antibiotiques), permettant à un tout autre type d’organisme d’acquérir des pouvoirs de consommation de lumière solaire.

Ce nouveau composé de molécules absorbant la lumière du soleil, hautement stable et de qualité scientifique contient un centre de réaction central et un anneau interne capturant la lumière du soleil. Nous avons déjà vu à autres bactérieset un nouveau type de bague extérieure.

Ces trois composants les rendent plus grands que les complexes de photosynthèse décrits précédemment.

Gemmatimonas phototrophica Complexe de photosynthèse. (Tristan I. Kroll/Université de Cambridge)

Les anneaux extérieurs captent la lumière du soleil, l’anneau supplémentaire de 800 et 816 nm s’ajoutant aux bandes d’absorption de 868 nm de l’anneau intérieur. Ensuite, ils déplacent leurs photons capturés vers le centre de réaction où chromophorecomme les pigments verts de chlorophylle dans les plantes.

C’est là que se déroule la photosynthèse. La lumière du soleil capturée incite les porteurs de chrome à transférer leurs électrons le long d’une voie qui catalyse les atomes de l’eau dans une réaction en chaîne utilisant du dioxyde de carbone pour produire des sucres.

Les morceaux de lumière deviennent une partie de l’énergie de liaison qui maintient les molécules de sucre ensemble – les mêmes que nous, les animaux, pouvons décomposer pour obtenir notre énergie.

G. phototrophica’s Le centre réactionnel est similaire à celui des protéobactéries et possède les mêmes chromophores que ceux des Bactérie violette mangeuse de soleil. Cependant, il diffère des autres centres de réaction connus par un arrangement unique de molécules de stabilisation.

Alors que cette structure photosynthétique nécessiterait plus d’énergie pour être construite que d’autres espèces familières, Les chercheurs expliquent« Cela peut être compensé par sa stabilité et sa force exceptionnelles… le complexe représente probablement un avantage évolutif. »

« Cette étude structurelle et fonctionnelle a des implications passionnantes car elle montre que G. phototrophica développé indépendamment une architecture compacte, robuste et très efficace de récupération et de piégeage de l’énergie solaire », Dit Biologiste structural de l’Université de Sheffield, Bo Qian.

Un jour, nous pourrons peut-être aussi voler G. phototrophica’s Les anciens secrets de la photosynthèse pour construire un avenir solaire La biologie de synthèse.

Cette recherche a été publiée dans progrès scientifique.