Связь фотосинтеза с дыханием у диатомовых водорослей

Международная группа исследователей, включая учёных из Франции (CEA, CNRS, Inra, Inserm, ENS, университетов Жозефа Фурье, Париж-Сюд, Пьера и Марии Кюри) и компании Fermentalg, раскрыла новые аспекты клеточных механизмов, лежащих в основе уникальной способности к фотосинтезу у одноклеточных морских организмов — диатомовых водорослей.

Диатомеи, состоящие из тысяч видов, доминируют в морском фитопланктоне и ответственны примерно за 20% всего фотосинтеза на планете, захватывая CO₂ из атмосферы.

Расшифровка механизма фотосинтеза

Исследование, опубликованное в журнале Nature 13 июля, показало, что для фиксации CO₂ в хлоропласте диатомей необходимо строго определённое соотношение энергии (в форме молекулы ATP) и восстановительной силы (в форме молекулы NADPH).

Ключевое открытие: для поддержания этого соотношения ATP/NADPH требуются активные обмены между хлоропластом и митохондрией — органеллой, ответственной за клеточное дыхание. Это взаимодействие между фотосинтезом и дыханием облегчает фотосинтетический процесс и, вероятно, способствовало экологическому успеху диатомей в мировом океане.

Обнаруженный биоэнергетический механизм открывает перспективы для биотехнологических приложений, таких как увеличение производства биомассы для получения полезных молекул, путём комбинации света (для фотосинтеза) и источников углерода (для питания дыхания).