Водоросли из вулканических горячих источников раскрывают новые детали фотосинтеза
Исследователи из Университета штата Мичиган изучают водоросль Cyanidioschyzon merolae (C. merolae), которая выживает в экстремальных условиях кислотных горячих источников вулканической кальдеры Флегрейские поля в Италии.
Цель исследования, опубликованного в Plant Physiology, — понять уникальный механизм фотосинтеза этой водоросли, чтобы в перспективе улучшить этот жизненно важный процесс.
Ключевой объект: углерод-концентрирующий механизм (ССМ)
- Многие фотосинтезирующие организмы используют ССМ для повышения эффективности фотосинтеза, доставляя CO2 к месту его наилучшего использования.
- Хотя ССМ хорошо изучен у растений, для водорослей он охарактеризован лишь у немногих видов.
- C. merolae — простой организм, лишённый сложных структур, обычно ассоциируемых с работой ССМ. Исследование помогло выявить базовые компоненты, необходимые для создания такого механизма.
Метод: математическое моделирование
Учёные в сотрудничестве с отделением статистики и вероятности MSU создали математическую модель, имитирующую клетку C. merolae.
- Модель позволяет вводить новые условия и наблюдать, как водоросль может на них реагировать.
- Исследователи могут "удалять" части модели, чтобы проверить, какие компоненты ССМ являются жизненно важными.
Значение исследования
Как отметил ведущий исследователь Беркли Уокер, работа показывает, что "то, как мы обычно видим, что-то делается, — не единственный способ, как это можно сделать".
Модель C. merolae демонстрирует "минимальный путь" для конструирования углерод-концентрирующего механизма. Это открывает две возможности:
- Использовать простую систему C. merolae как основу для инженерии ССМ в других организмах.
- Улучшить саму эту простую систему для достижения ещё большего роста водоросли в её экстремальной среде обитания.