New Brunswick, NJ (28. juni 2021) – En Rutgers-ledet studie kaster nytt lys over utviklingen av fotosyntese i planter og alger, noe som kan bidra til å forbedre avlingsproduksjonen.
Papiret vises i journalen Ny fytolog.
Forskerne gjennomgikk forskning på den fotosyntetiske amøben Paulinella, som er en modell for å utforske et grunnleggende spørsmål om eukaryotevolusjon: hvorfor var det en enkelt opprinnelse til alger og planter? Det vil si, hvorfor oppsto ikke fotosyntese ved primær plastid endosymbiose flere ganger i livets tre?
Fotosyntese er prosessen der planter og andre organismer bruker sollys til å syntetisere mat fra karbondioksid og vann, som genererer oksygen som et biprodukt.
Endosymbiose er et forhold mellom to organismer der en celle ligger inne i den andre. Denne interaksjonen, når den er stabil og gunstig for "verts"-cellen, kan resultere i massiv genetisk innovasjon. Til tross for sin kritiske evolusjonære rolle, er det begrenset kunnskap om hvordan endosymbiose i utgangspunktet etableres.
Primær plastid endosymbiose, som utviklet seg for rundt 1.5 milliarder år siden, er prosessen der en eukaryot - som er organismer som planter og alger hvis celler har en membranbundet kjerne og bittesmå organer kalt organeller - oppsluker en prokaryot, som er organismer som f.eks. som bakterier som mangler en membran-omsluttet kjerne. Plastidet er en membranbundet organell i cellene til planter og alger.
"Det viser seg at fotosyntese resulterer i enorme risikoer fordi den produserer skadelige kjemikalier og varme som biprodukter som kan skade vertscellen," sa seniorforfatter Debashish Bhattacharya, en fremtredende professor ved Institutt for biokjemi og mikrobiologi ved Rutgers University-New Brunswick. "Derfor er det å lage en ny organell en svært kompleks prosess som gjør den flyktig sjelden i evolusjonen. Paulinella, som er det eneste kjente tilfellet av en uavhengig plastid primær endosymbiose annet enn i alger og planter, gir mange ledetråder til denne prosessen som bidrar til å forklare hvorfor den er så sjelden."
Opprinnelsen til fotosyntese i alger og planter endret planeten vår ved å gi en viktig kilde til oksygen og støtte mange økosystemer, på grunn av deres primærproduksjon, av fast karbon (sukker og lipider). Å forstå hvordan denne kritiske prosessen skjedde, vil hjelpe oss potensielt å konstruere den i syntetiske systemer samt å forbedre avlingsproduksjonen.
"Fordi Paulinella er en uavhengig opprinnelse til fotosyntese, gir den nøkkeltråder til hvordan denne prosessen skjer og hvilke kostnader den påfører vertscellen, sier hovedforfatter Timothy G. Stephens, en postdoktor ved Rutgers. "Genomet til Paulinella inneholder mange uavhengig utviklede gener involvert i fotosyntese og som håndterer de tilknyttede stressene som potensielt kan konstrueres i alger og planter kan bidra til å forbedre deres evne til å motstå påkjenninger som høye lysnivåer eller saltstress."
# # #
Funnene er forklart i to videoer:
- https: /
/ www. youtube. com / se på? v = Pbosfj1oV6I - https: /
/ www. youtube. com / se på? v = nJ9ApL9Mq6w&t= 3s
Studien inkluderte forskere fra Carnegie Institution.
Kringkastingsintervjuer: Rutgers University har TV- og radiostudioer i kringkastingskvalitet tilgjengelig for eksterne live- eller tapede intervjuer med Rutgers-eksperter. For mer informasjon, kontakt John Cramer på [e-postbeskyttet]
OM RUTGERS–NYE BRUNSWICK
Rutgers University-New Brunswick er der Rutgers, State University of New Jersey, begynte for mer enn 250 år siden. Rutgers' flaggskip er rangert blant verdens 60 beste universiteter, og er en ledende offentlig forskningsinstitusjon og medlem av den prestisjetunge Association of American Universities. Den har et internasjonalt anerkjent fakultet, 12 gradsgivende skoler og Big Ten Conferences mest mangfoldige studentmasse.
PlatonAi. Web3 Reimagined. Data Intelligence Amplified.
Kilde: https://bioengineer.org/new-study-sheds-light-on-evolution-of-photosynthesis/
