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Les analyses principales sur la protéine principale peuvent aider à renforcer des centrales contre le stress environnemental

Une étude internationale aboutie par Helmholtz Zentrum München a indiqué la structure d'une protéine de membrane-retouche qui établit et met à jour les membranes photosynthétiques. Ces analyses principales étendent le travail préparatoire pour que les efforts de bio-ingénierie renforcent des centrales contre le stress environnemental, aidant à supporter l'apport alimentaire et le combat humains contre le changement climatique.

Les centrales, les algues, et le cyanobacteria exécutent la photosynthèse, utilisant l'énergie de la lumière solaire pour produire l'oxygène et l'énergie biochimique ce pouvoir la plupart de durée sur terre.

Elles adsorbent également le dioxyde de carbone (Co ?) de l'ambiance, contrecarrant l'accumulation de ce gaz à effet de serre. Cependant, le changement climatique expose les organismes photosynthétiques au stress environnemental croissant, qui empêche leur accroissement, et à long terme, met en danger l'apport alimentaire d'humanité.

Les premières étapes importantes de la photosynthèse sont exécutées dans les membranes de thylakoid, qui contiennent les composés de protéine qui moissonnent la lumière solaire. Pendant des décennies, on l'a su que la protéine VIPP1 (vésicule-induisant la protéine dans les plastids) est critique pour former des membranes de thylakoid dans presque tous les organismes photosynthétiques - des centrales sur le cordon aux algues et de cyanobacteria dans l'océan.

Cependant, c'est resté un mystère comment VIPP1 remplit ce rôle essentiel. Dans la dernière question de la cellule de tourillon, une étude neuve par un consortium international de chercheurs aboutis par Ben Engel à partir du campus de pionnier de Helmholtz chez Helmholtz Zentrum München indique la structure et le mécanisme de VIPP1 avec le petit groupe moléculaire.

Membranes photosynthétiques de établissement et protectrices

Les chercheurs avaient l'habitude la microscopie de cryo-électron pour produire de la première structure à haute résolution de VIPP1. Combinant cette analyse de la structure avec des analyses fonctionnelles indiquées comment VIPP1 se réunit dans une couche entrelacée de membrane qui forme les membranes de thylakoid.

L'organisme de recherche a également employé l'approche tranchante de la tomographie de cryo-électron aux couches de l'image VIPP1 dans l'environnement indigène des cellules d'algues. À l'aide de l'information structurelle pour effectuer des mutations spécifiques à VIPP1, les chercheurs ont observé que l'interaction de VIPP1 avec des membranes de thylakoid est critique pour mettre à jour l'intégrité structurelle de ces membranes sous la tension de point culminant.

Notre étude montre comment VIPP1 joue un rôle central dans la biogénèse de thylakoid et l'adaptation des thylakoids aux modifications environnementales. »

Tilak Kumar Gupta, premier auteur d'étude, Max Planck Institute des biochimies

Cette étude jette les fondements pour une compréhension mécaniste de la biogénèse et de la maintenance de thylakoid. Elle présente également des moyens neufs de concevoir les centrales qui sont plus résistantes aux conditions environnementales extrêmes.

Les « aperçus des mécanismes moléculaires réglant le thylakoid transformant sont une étape importante vers les collectes se développantes qui se développent non seulement plus rapidement, ont une puissance et une résistance plus élevées au stress environnemental, mais absorbent également une Co plus atmosphérique ? pour contrecarrer le changement climatique, » dit le Chef Ben Engel d'étude.

Recherche internationale d'équipe

Cette étude interdisciplinaire a rassemblé les talents des équipes de recherche du Technische Universität Kaiserslautern (Michael Schroda), de Philipps-Universität Marbourg (janv. Schuller), de Ludwig-Maximilians-Universität München (Jörg Nickelsen), d'université d'Okayama au Japon (Wataru Sakamoto), d'université de McGill au Canada (Mike Strauss), de Ruhr-Universität Bochum (jusqu'à Rudack), du Max Planck Institute des biochimies (Wolfgang Baumeister et Jürgen Plitzko) et de Helmholtz Zentrum München.

« Notre étude couvre beaucoup de nouvelle base utilisant une grande variété de techniques. C'était seulement grâce possible aux efforts collectifs énormes des chercheurs dans notre consortium international, » dit Ben Engel.

Source:
Journal reference:

Gupta, T. K., et al. (2021) Structural basis for VIPP1 oligomerization and maintenance of thylakoid membrane integrity. Cell. doi.org/10.1016/j.cell.2021.05.011.