الالتهام الذاتي للبكتيريا الزرقاء

بحث للبروفيسور نوعام أدير من التخنيون: هكذا تحمي البكتيريا آلية التمثيل الضوئي لديها من الإشعاع الزائد 

إن عملية التمثيل الضوئي، المألوفة لنا من عالم النبات، ضرورية لعالم الحيوان بأكمله - وليس فقط للكائنات الحية التي تقوم بعملية التمثيل الضوئي بنفسها. وذلك لأنه حتى الحيوانات التي لا تقوم بعملية التمثيل الضوئي تستهلك المنتج الرئيسي لعملية التمثيل الضوئي - الجلوكوز.

ونظرًا لأهمية هذه العملية، فقد طورت الكائنات الحية التي تقوم بعملية التمثيل الضوئي آليات تحميها من التعرض الزائد لأشعة الشمس. وكما أن الفيلم الموجود في الكاميرات ما قبل الرقمية قد يحترق من هذا التعرض، فإن أنظمة التمثيل الضوئي الطبيعية قد تتعطل أيضًا نتيجة للإشعاع المفرط وتؤدي إلى موت الكائن الحي.

تم الآن الكشف عن إحدى آليات الدفاع المذكورة أعلاه في دراسة أجراها البروفيسور نوعام أدير وطالب الدكتوراه دفير هاريس من كلية شوليش للكيمياء في التخنيون بالتعاون مع الدكتورة ديانا كيريلوفسكي ومختبرها من معهد I2BC-CEA في فرنسا. تم نشر المقال مؤخرًا في المجلة العلمية PNAS.

يتم فك رموز آلية الدفاع المذكورة أعلاه في البكتيريا الزرقاء (ما كان يسمى "الطحالب الزرقاء"). اللاعب الرئيسي في هذه الآلية هو OCP - وهو بروتين يغير تركيبه ولونه استجابة للضوء القوي. يؤدي هذا التغيير إلى تثبيط تدفق الطاقة التي تصل إلى مركز تفاعل التمثيل الضوئي، عن طريق التفاعل بين الوحدة النشطة لـ OCP وphycobilsome (PBS) - مركب البروتين الذي يعمل كهوائي لاستقبال الضوء في البكتيريا الزرقاء.

"في هذه الدراسة، اكتشفنا كيف يتسبب OCP في تثبيط الطاقة"، يوضح البروفيسور أدير. "في الواقع، يعمل البروتين كمفتاح بيولوجي. واستجابة للضوء القوي فإنه يتغير ويتغلغل في قناة PBS ويمنع مرور الطاقة. في هذه الحالة، يتم تحويل معظم الطاقة الشمسية الممتصة إلى حرارة في الطريق دون المرور أبعد من الهوائي نحو مراكز التفاعل الضوئي. وبحسب التجارب التي أجريت في الماضي، فإن آلية الحماية هذه تحجب أكثر من 90% من إشعاع الشمس. وبمجرد أن يضعف الإشعاع، يعود البروتين إلى حالته الطبيعية ويتجدد تدفق الطاقة."