Badacze z UMCS odkryli jak rośliny radzą sobie z nadmiarem światła
Badacze z Uniwersytetu Marii Curie Skłodowskiej w Lublinie, pracujący pod kierunkiem laureata programu TEAM Fundacji na rzecz Nauki Polskiej, profesora Wiesława Gruszeckiego, odkryli mechanizmy molekularne, które leżą u podstaw procesów przystosowania fotosyntezy w roślinach do intensywności pochłanianego światła.
Badania przeprowadzone przez naukowców z Lublina oraz ich partnerów z Wydziału Biologii Uniwersytetu Warszawskiego i z Politechniki Federalnej w Lozannie wykazały, że istnieje uniwersalny mechanizm molekularny o charakterze regulacyjnym, dzięki któremu (w zależności od intensywności światła) aparat fotosyntetyczny roślin może się przełączać pomiędzy stanami sprzyjającymi efektywnemu pochłanianiu energii bądź też rozpraszaniu jej nadmiaru. Wyniki tych badań publikuje prestiżowy miesięcznik naukowy The Plant Cell. Życie na Ziemi zasilane jest energią słoneczną a fotosynteza jest praktycznie jedynym procesem, na drodze którego energia światła może być zamieniona na formy wykorzystane do procesów życiowych. W aparacie fotosyntetycznym roślin procesy pierwotne fotosyntezy zachodzą w tak zwanych centrach reakcji, do których energii słonecznej dostarczają anteny fotosyntetyczne. Najbardziej znaną anteną fotosyntetyczną w świecie roślin jest kompleks barwnikowo-białkowy określany jako LHCII (ang. Light Harvesting Complex II). Z dużą dozą prawdopodobieństwa stwierdzić można, że to właśnie dzięki temu białku życie na naszej Planecie może efektywnie korzystać z „zasilania energią słoneczną”. Niestety moce przerobowe tych anten nie są nieograniczone... Często więc zdarza się, że pochłaniana przez rośliny energia przewyższa w możliwości „operacyjne” aparatu fotosyntetycznego. Efektem tego przeciążenia może być między innymi to, że tlen, będący produktem fotosyntezy, pod wpływem różnych czynników może przerodzić się w najbardziej toksyczną cząsteczkę w całym świecie ożywionym. Okazało się, że najbardziej istotne, życiowe funkcje aparatu fotosyntetycznego roślin stanowią nie tylko zdolność do pochłaniania jak największej porcji energii słonecznej, ale również umiejętność rozpraszania nadmiaru energii. Naukowców od dawna nurtowało pytanie, jak ta sama struktura może uczestniczyć w dwóch przeciwstawnych procesach, czyli zarówno w pochłanianiu, jak i rozpraszaniu energii. Zespół biofizyków z Lublina podjął się próby wyjaśnienia tej zagadki. Badacze wykazali, że kontrolowane intensywnością światła procesy modyfikacji białka LHCII, m.in. jego częściowa fosforylacja, wpływają na możliwości tworzenia struktur wyższych rzędów w środowisku błon lipidowych. Wyniki badań lubelskich naukowców mogą mieć znaczący wpływ na zwiększenie plonów, ponieważ dokładne poznanie mechanizmów molekularnych odpowiedzialnych za gospodarkę energią w aparacie fotosyntetycznym roślin otworzy nowe możliwości sterowania fotosyntezą w zależności od jakości i intensywności promieniowania (na przykład oświetlenie naturalne vs. oświetlenie sztuczne). *** Prof. Wiesław I. Gruszecki ukończył studia na kierunku fizyka o specjalności biofizyka w Uniwersytecie Marii Curie-Skłodowskiej w Lublinie w 1984 roku. Uzyskał stopień doktora na tym samym uniwersytecie w 1986 roku oraz habilitację na Uniwersytecie Jagiellońskim w 1993 roku. Aktualnie Prof. Wiesław Gruszecki pełni funkcję Kierownika Zakładu Biofizyki w Instytucie Fizyki Uniwersytetu Marii Curie Skłodowskiej w Lublinie oraz Prezesa Zarządu Głównego Polskiego Towarzystwa Biofizycznego. Prof. Wiesław I. Gruszecki jest również laureatem programu TEAM Fundacji na rzecz Nauki Polskiej.Fundacja na rzecz Nauki Polskiej istnieje od 1991 roku. i jest niezależną, samofinansującą się instytucją pozarządową, która realizuje misję wspierania nauki (jest największym w Polsce pozabudżetowym źródłem finansowania nauki). Jej podstawowe cele to wspieranie wybitnych naukowców i zespołów badawczych oraz wspomaganie ciekawych inicjatyw inwestycyjnych służących nauce w Polsce. Program TEAM Fundacji na rzecz Nauki Polskiej został uruchomiony w 2007 roku, a jego głównym celem jest zwiększenie zaangażowania młodych uczonych – studentów, doktorantów i młodych doktorów - w wszelakie prace badawcze prowadzone w obszarach bio, info, techno.
Badania przeprowadzone przez naukowców z Lublina oraz ich partnerów z Wydziału Biologii Uniwersytetu Warszawskiego i z Politechniki Federalnej w Lozannie wykazały, że istnieje uniwersalny mechanizm molekularny o charakterze regulacyjnym, dzięki któremu (w zależności od intensywności światła) aparat fotosyntetyczny roślin może się przełączać pomiędzy stanami sprzyjającymi efektywnemu pochłanianiu energii bądź też rozpraszaniu jej nadmiaru. Wyniki tych badań publikuje prestiżowy miesięcznik naukowy The Plant Cell. Życie na Ziemi zasilane jest energią słoneczną a fotosynteza jest praktycznie jedynym procesem, na drodze którego energia światła może być zamieniona na formy wykorzystane do procesów życiowych. W aparacie fotosyntetycznym roślin procesy pierwotne fotosyntezy zachodzą w tak zwanych centrach reakcji, do których energii słonecznej dostarczają anteny fotosyntetyczne. Najbardziej znaną anteną fotosyntetyczną w świecie roślin jest kompleks barwnikowo-białkowy określany jako LHCII (ang. Light Harvesting Complex II). Z dużą dozą prawdopodobieństwa stwierdzić można, że to właśnie dzięki temu białku życie na naszej Planecie może efektywnie korzystać z „zasilania energią słoneczną”. Niestety moce przerobowe tych anten nie są nieograniczone... Często więc zdarza się, że pochłaniana przez rośliny energia przewyższa w możliwości „operacyjne” aparatu fotosyntetycznego. Efektem tego przeciążenia może być między innymi to, że tlen, będący produktem fotosyntezy, pod wpływem różnych czynników może przerodzić się w najbardziej toksyczną cząsteczkę w całym świecie ożywionym. Okazało się, że najbardziej istotne, życiowe funkcje aparatu fotosyntetycznego roślin stanowią nie tylko zdolność do pochłaniania jak największej porcji energii słonecznej, ale również umiejętność rozpraszania nadmiaru energii. Naukowców od dawna nurtowało pytanie, jak ta sama struktura może uczestniczyć w dwóch przeciwstawnych procesach, czyli zarówno w pochłanianiu, jak i rozpraszaniu energii. Zespół biofizyków z Lublina podjął się próby wyjaśnienia tej zagadki. Badacze wykazali, że kontrolowane intensywnością światła procesy modyfikacji białka LHCII, m.in. jego częściowa fosforylacja, wpływają na możliwości tworzenia struktur wyższych rzędów w środowisku błon lipidowych. Wyniki badań lubelskich naukowców mogą mieć znaczący wpływ na zwiększenie plonów, ponieważ dokładne poznanie mechanizmów molekularnych odpowiedzialnych za gospodarkę energią w aparacie fotosyntetycznym roślin otworzy nowe możliwości sterowania fotosyntezą w zależności od jakości i intensywności promieniowania (na przykład oświetlenie naturalne vs. oświetlenie sztuczne). *** Prof. Wiesław I. Gruszecki ukończył studia na kierunku fizyka o specjalności biofizyka w Uniwersytecie Marii Curie-Skłodowskiej w Lublinie w 1984 roku. Uzyskał stopień doktora na tym samym uniwersytecie w 1986 roku oraz habilitację na Uniwersytecie Jagiellońskim w 1993 roku. Aktualnie Prof. Wiesław Gruszecki pełni funkcję Kierownika Zakładu Biofizyki w Instytucie Fizyki Uniwersytetu Marii Curie Skłodowskiej w Lublinie oraz Prezesa Zarządu Głównego Polskiego Towarzystwa Biofizycznego. Prof. Wiesław I. Gruszecki jest również laureatem programu TEAM Fundacji na rzecz Nauki Polskiej.Fundacja na rzecz Nauki Polskiej istnieje od 1991 roku. i jest niezależną, samofinansującą się instytucją pozarządową, która realizuje misję wspierania nauki (jest największym w Polsce pozabudżetowym źródłem finansowania nauki). Jej podstawowe cele to wspieranie wybitnych naukowców i zespołów badawczych oraz wspomaganie ciekawych inicjatyw inwestycyjnych służących nauce w Polsce. Program TEAM Fundacji na rzecz Nauki Polskiej został uruchomiony w 2007 roku, a jego głównym celem jest zwiększenie zaangażowania młodych uczonych – studentów, doktorantów i młodych doktorów - w wszelakie prace badawcze prowadzone w obszarach bio, info, techno.
