Dykumoje aptiktos bakterijos įgijo unikalų gebėjimą: mokslininkai nieko panašaus iki šiol nebuvo regėję

Visiškai neseniai mokslininkai aptiko dar vienos rūšies bakterijas, besinaudojančias kažkur nusižiūrėta fotosintezės technologija. Molekulinis, šviesa besimaitinantis jų mechanizmas, esą, nepanašus į jokį iš iki šiol pažįstamų, rašoma portale „ScienceAlert“.

„Kompleksui būdinga labai tiksli architektūra. Tai tikras gamtos šedevras, – sako Michalas Koblizekas iš Mikrobiologijos instituto prie Čekijos mokslų akademijos. – Tenka kalbėti ne tik apie gerą struktūrinį stabilumą, bet ir apie didžiulį šviesos įsisavinimo efektyvumą.“

Nors su fotosintezę gebančiomis vykdyti bakterijomis susiduriama toli gražu ne pirmą kartą, procesai Gobio dykumoje aptinkamų Gemmatimonas phototrophica viduje ganėtinai nustebino.

Kažkuriuo evoliucionavimo laikotarpiu minėtos bakterijos nugvelbė su fotosinteze siejamus genus iš senesnių ir visiškai kitam tipui priskiriamų purpurinių bakterijų.

Tai rodo bakterijų gebėjimą vykdyti horizontalų genų perdavimą (žinomą kaip lengvą būdą skleisti atsparumą antibiotikams), dėl kurio visiškai kito tipo organizmas gali įgyti galių vartoti saulės šviesą.

Šis mokslui dar nepažįstamas ypač stabilus saulės šviesą besisavinantis molekulių kompleksas turi reakcijos centrą viduryje, vidinį saulės šviesą pritraukiantį žiedą (tokių yra ir kitose bakterijose) ir visiškai naujo tipo išorinį žiedą.

Visi trys komponentai sudaro didesnius nei anksčiau aprašyti fotosintezę vykdančius kompleksus.

Išoriniai žiedai sutraukia saulės šviesą, o 868 nm vidinio žiedo sugertį papildo dar vieno žiedo 800 nm ir 816 nm sugerties juostos. Tada sugauti fotonai nukreipiami į reakcijos centrą, kuriame yra chromoforų, panašių į žaliąjį augalų pigmentą chlorofilą.

Štai čia ir vykdoma fotosintezė. Pasisavinta saulės šviesa sužadina chromoforus ir šie ima perdavinėti savo elektronus. Tada sukyla serija vandens atomų reakcijų, per kurias iš anglies dioksido pagaminamas cukrus.

Šviesos dalelės tampa tam tikra rišamąją energija, susiejančia cukraus molekules – lygiai tokias pat, kokias gyvūnų organizmas skaidydamas verčia energija.

G. phototrophica reakcijos centras yra panašus į tą, kuris aptinkamas proteobakterijose, o jame esantys chromoforai yra tapatūs saulės šviesa mintančiose purpurinėse bakterijose esantiems chromoforams. Vis dėlto nuo kitų lig šiolei ištirtų reakcijų centrų jis skiriasi unikaliu stabilizuojančių molekulių išsidėstymu.

Nors šiai fotosintezę vykdančiai struktūrai sukurti prireikia daugiau energijos nei kuriantis kitiems geriau ištirtiems tipams, kompensacija, anot mokslininkų, gali būti ypač geras stabilumas ir būtent komplekso tvirtumą veikiausiai reikia laikyti evoliuciniu pranašumu.

„Šis struktūros ir funkcijų tyrimas leidžia daryti tam tikras išvadas, nes paaiškėjo, kad G. phototrophica sugebėjo savarankiškai išplėtoti unikalią, tvirtą ir ypač efektyvią architektūrą saulės energijai pasisavinti“, – sako Šefildo universitete dirbantis biologas Pu Qianas.

Galbūt ateityje pavyks išsiaiškinti G. phototrophica pagal seniausius metodus vykdomos fotosintezės paslaptis ir išplėtoti saulės šviesa pagrįstą sintetinę biologiją.