Біологи з Університету Пенсільванії визначили ген, який необхідний для того, щоб забезпечити високу продуктивність комплексу, який збирає світло в фотосинтезуючії системі рослин. Відкриття дозволить створити високоврожайні сорти сільськогосподарських культур. Стаття вчених опублікована в журналі Science.
Виявлений ген дозволяє збирати більшу кількість світла в далекій червоній частині спектру (довжина хвилі близько 730 нанометрів). Він кодує фермент, який перетворює хлорофіл а — пігмент, що найчастіше зустрічається у зелених рослин- в хлорофіл f. Загалом існує кілька типів хлорофілу, кожен з яких поглинає світло певної довжини хвилі.
Більшість рослин отримують енергію видимого світла (400-700 нм), проте раніше було показано, що фотосинтетичні бактерії і синьо-зелені водорості, збагачені хлорофілом f, можуть ефективно рости і розвиватися, використовуючи невидиму для людини радіацію — 700-800 нанометрів. Це дає можливість вижити в умовах, коли інші автотрофи відчувають стрес від нестачі сонячного освітлення.
За словами вчених, розуміння механізмів, що лежать в основі фотосинтезу, який використовує невидимий світ, допоможе створити сільськогосподарські культури зі збільшеною продуктивністю. Дослідники змогли впровадити ген, що кодує необхідний для синтезу f фермент у ціанобактерії, які спочатку не були здатні використовувати далеке червоне випромінювання. В результаті одноклітинні організми збільшили кількість споживаної сонячної енергії.
Дослідники також вважають, що так як фермент, що перетворює хлорофіл а у хлорофіл f не вимагає участі кисню, цілком можливо, що дана система була попередницею сучасних механізмів фотосинтезу і була присутня у організмів, що живуть в безкисневому середовищі.