Η μελέτη αποκαλύπτει πώς τα βακτηρίδια κατασκευάζουν βασικά μηχανήματα σταθεροποίησης άνθρακα

Μια ομάδα επιστημόνων με επικεφαλής το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας, Berkeley, ανακάλυψε πώς τα βακτηρίδια κατασκευάζουν ένα μηχανισμό σταθερού άνθρακα που είναι απαραίτητα για τη ζωή στη Γη. Η ερευνητική ομάδα, η οποία περιελάμβανε επίσης επιστήμονες από το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας, τον Davis, το Κοινό Ινστιτούτο Γονιδιώματος του Υπουργείου Ενέργειας (JGI) και το Πανεπιστήμιο της Ουάσινγκτον, χρησιμοποίησαν το Cryo-Electron Microscopy (Cryo-EM) για να απεικονίσουν τη δομή των μηχανημάτων, γνωστού ως καρβοξυσώματος.

Τα καρβοξυσώματα είναι πολυεδρικά κελύφη πρωτεϊνών που ενσωματώνουν ένζυμα που καθορίζουν το διοξείδιο του άνθρακα σε οργανικές ενώσεις. Αυτή η διαδικασία, γνωστή ως σταθεροποίηση άνθρακα, είναι απαραίτητη για την παραγωγή τροφίμων, οξυγόνου και άλλων οργανικών μορίων που υποστηρίζουν τη ζωή στη Γη.

Η ερευνητική ομάδα διαπίστωσε ότι τα καρβοξυσώματα συναρμολογούνται από μία μοναδική πρωτεΐνη, που ονομάζεται CCMA, η οποία αυτο-συναρμολογείται σε μια κοίλη σφαίρα. Η πρωτεΐνη CCMA στη συνέχεια προσλαμβάνει άλλες πρωτεΐνες, που ονομάζονται Rubisco και Carbonic Anhydrase, στο καρβοξυσμικό. Το Rubisco είναι το ένζυμο που καθορίζει το διοξείδιο του άνθρακα, ενώ η ανθρακική ανυδράση βοηθά στη μετατροπή του διοξειδίου του άνθρακα σε διττανθρακικό, το οποίο μπορεί να χρησιμοποιηθεί από το Rubisco.

Η ανακάλυψη της δομής του καρβοξυσώματος παρέχει νέες ιδέες για το πώς τα βακτήρια κατασκευάζουν αυτό το βασικό μηχανισμό σταθεροποίησης άνθρακα. Αυτές οι πληροφορίες θα μπορούσαν να οδηγήσουν στην ανάπτυξη νέων μεθόδων για τη βελτίωση της αποτελεσματικότητας της φωτοσύνθεσης και της σταθεροποίησης του άνθρακα, η οποία θα μπορούσε να έχει σημαντικό αντίκτυπο στην παραγωγή τροφίμων και την αλλαγή του κλίματος.

Τα ευρήματα της ερευνητικής ομάδας δημοσιεύθηκαν στο περιοδικό Nature.