Zuid-Koreaanse wetenschappers hebben een organel ontwikkeld voor fotosynthese. Met verschillende kleuren licht kunnen ze de ATP-productie stimuleren en remmen, meldt Nature Biotechnology.

De onderzoekers hebben ATP-synthases en twee lichtgevoelige eiwitten, fotosysteem II (PSII) en proteorhodopsine (PR), met ‘eiwit reconstitutie’ ingebouwd in vesikels, die daarna een soort chloroplasten vormden. ATP-synthase en PR zijn geïsoleerd uit bacteriën, Bacillus pseudofirmus en Gamma proteobacterium respectievelijk, en PSII is geïsoleerd uit spinazie.

Onder invloed van licht genereert PSII protonen door water te splitsen. PR splitst geen water, maar pompt protonen het vesikel in. Hierdoor ontstaat een protonengradiënt. De protonen verlaten de kunstmatige chloroplast via het ATP-synthase, dat daardoor ADP omzet in ATP.

Als volgende stap hebben de onderzoekers de synthetische chloroplasten ingebracht in een groter vesikel. Hierin vonden ATP-afhankelijke reacties plaats, zoals koolstoffixatie en actinepolymerisatie. Deze reacties gebruikten het ATP uit de kunstmatige chloroplasten.

Deze reacties waren aan te sturen met verschillende kleuren licht. PSII en PR werken optimaal bij verschillende golflengtes, omdat ze afkomstig zijn uit verschillende organismen. Rood licht activeert PSII en blokkeert PR, terwijl groen licht niets doet met PSII en PR protonen naar buiten laat pompen. Hierdoor is fotosynthese aan te zetten met rood licht en met groen licht zet je het uit.

De onderzoekers hopen dat hun resultaten bijdragen aan de ontwikkeling van een synthetische cel.

Bron: Nature Biotechnology