با اینکه فتوسنتز بیشتر از ۳۰۰ سال پیش کشف شده است اما هنوز هم سوالات بی پاسخی برای دانشمندان در بردارد. همکاری جدیدی بین محققان دانشمندان لیدز و کوبه ژاپن در حال انجام است که رویکرد تحقیقی تازه ای در مورد فتوسنتز دارد.
تکنیک های جدید علمی نقش پیچیده پروتئین ها را در فتوسنتز آشکار میکنند.
نحوه سازمانیافتگی پروتئین ها برای تبدیل نور خورشید به انرژی شیمیایی و همچنین محافظت در برابر نور سوالاتی است که ذهن دانشمندان را به خود مشغول ساخته است.
استفاده از غشاهای ترکیبی که به تقلید از غشاهای طبیعی گیاهی ساخته شده اند و میکروسکوپ های پیشرفته امکان مطالعه نانومتری بر روی فتوسنتز را فراهم آورده اند که میتواند رفتار مجزای هر مولکول پروتئین را در یک میلیاردم متر نشان دهد.
دکتر پیتر آدامز دانشیار دانشگده فیزیک و نجوم دانشگاه لیدز گه نظارت بر این تحقیق را برعهده دارد میگوید: دهه های گذشته دانشمندان در حال رسیدن به درک درستی از فتوسنتز بوده اند که میتوان به درک تعامل پروتئین ها در سطح مولکولی اشاره نمود.
درک بیشتر فتوسنتز به نفع بشر است. این موضوع به دانشمندان کمک میکند تا روش های جدیدی برای افزایش عملکرد به دست آورند.
فتوسنتز زمانی اتفاق می افتد که فوتون ها و بسته های انرژی باعث تحریک رنگدانه های جمع آوری کننده نور شوند نحوه چینش این مولکول ها انتقال انرژی را به مولکول های دیگر فراهم میسازد.
این یک سیستم پیچیده است که در بین رنگدانه های مختلف، پروتئین ها و لایه های برداشت کننده نوری غشایی درون گیاه نور را پخش میکند. این سیستم جذب انرژی، انتقال و تبدیل این انرژی را به اشکال دیگر تنظیم میکند.
برای درک این فرآیند پیچیده دانشمندان از تکنیک میکروسکوپ اتمی استفاده نموده اند که در حد نانومتر میتواند اجرام را بزرگنمایی کند.
مشکل اینجاست که غشا به قدری شکننده است که میکروسکوپ اتمی میتواند به آن اسیب برساند. اما در سال گذشته دانشمندان دانشگاه کوبه یک غشای ترکیبی ساختند ( غشای هیبریدی) که از مواد طبیعی گیاهی و لیپیدهای سنتتیک ساخته شده بود این غشا جایگزین مناسبی برای غشاهای طبیعی گیاه بود و از همه مهمتر در برابر نیروی میکروسکوپ اتمی پایدار تر بود.
تیم تحقیقاتی دانشگاه لیدز از غشای هیبریدی استفاده نمودند و همچنین از تکنیک تجسم پیشرفته به نام میکروسکوپ تصویربرداری فلورسانس یا FLIM نیز کمک گرفتند.
دکتر سوفیا مردیث میگوید: ترکیب FLIM و میکروسکوپ اتمی امکان مشاهده دقیق فتوسنتز را فراهم میکند. این امر دید تازه ای به رفتارهای پویا و تعاملات مولکولی میدهد.
آنچه اهمیت دارد این است که با غشای هیبریدی می توانیم فاکتورهای دخیل را مجزا و کنترل شده مطالعه کنیم که به تحقیقات آموزشی کمک میکند.
ترجمه: نرگس اسدیان