Tin quốc tế
Giải mã bí ẩn của quá trình quang hợp
(dost-dongnai.gov.vn - 14/02/2020):

Thực vật đã khai thác năng lượngmặt trời hàng trăm triệu năm nay. Tảo và vi khuẩn quang hợp cũng làmviệc này thậm chí từ lâu hơn nữa, với hiệu suất và sức chống chịuđáng chú ý.

Chẳng có gì ngạc nhiên rằngcác nhà khoa học từ lâu vẫn luôn tìm cách để tìm hiểu em chúng làmđiều đó chính xác bằng cách nào với hy vọng sử dụng kiến thức nàyđể cải thiện các thiết bị nhân tạo như cảm biến và pin mặt trời.

Các nhà khoa học từ Phòng thínghiệm quốc gia Argonne của Bộ năng lượng Hoa Kỳ đang làm việc với cáccộng tác viên tại Đại học Washington ởSt. Louis gần đây đã giải mã được một phần rất quan trọng của bí ẩnlâu đời này, tậm trung vào các sự kiện cực nhanh ban đầu mà qua đócác protein quang hợp thu ánh sáng và sử dụng ánh sáng để khơi màocho một loạt các phản ứng truyền electron.

“Để hiểu cách sinh học cấpnhiên liệu cho tất cả các hoạt động sâu bên trong của nó, bạn phảihiểu về truyền electron. Chuyển động của các electron là tối quantrọng: đó là cách công việc được thực hiện bên trong một tế bào”, nhàlý sinh học tại Phòng thí nghiệm Argonne Philip Laible giải thích.

Trong các sinh vật quang hợp,các quá trình này bắt đầu với việc hấp thu một photon ánh sángbằng các chất sắc tố nằm trong protein. Mỗi photon sẽ đẩy mộtelectron đi qua một màng nằm bên trong các buồng chuyên môn hóa ở bêntrong tế bào.

“Phân tách điện tích qua màngvà ổn định nó là tối quan trọng vì nó sẽ tạo năng lượng cung cấpcho sự sinh trưởng của thử nghiệm”, nhà sinh hóa học tại Phòng thínghiệm Argonne Deborah Hanson cho biết.

Nhóm nghiên cứu đã thu đượckiến thức giá trị về các bước ban đầu của quá trình này: hànhtrình của electron.

Cách đây gần 30 năm khi cấu trúcđầu tiên của các dạng phức hợp này được hé lộ, các nhà khoa học đãngạc nhiên khi khám phá ra rằng sau khi hấp thu ánh sáng, quá trìnhtruyền electron đối mặt với một tình huống tiến thoái lưỡng nan: có2 đường dẫn mà electron có thể đi qua.

Trong tự nhiên, thực vật, tảovà vi khuẩn quang hợp chỉ sử dụng một đường dẫn và các nhà khoa họclúc đó không biết vì sao. Điều mà họ biết là việc đẩy electron điqua màng – khai thác hiệu quả năng lượng của photon – đòi hỏi nhiềubước. Các nhà nghiên cứu nay đã cố gắng can thiệp vào mỗi bước đó đểthay đổi đường đi của electron.

“Chúng tôi đã theo hướng đi nàyhơn 3 thập kỷ và đó là một thành tựu lớn mở ra nhiều cơ hội”, nhàhóa học tại Đại học Washington Dewey Holten.

Trong một bài báo gần đây, cácnhà khoa học đã chỉ ra cách họ phát hiện một phiên bản sửa đổi củatổ hợp protein mà có thể chuyển đổi sử dụng giữa 3 đường dẫn, kíchhoạt đường dẫn bị vô hiệu hóa trong khi vô hiệu hóa đường dẫn kia.

“Điều đáng chú ý là chúng tôiđã cố gắng chuyển hướng việc truyền electron ban đầu. Trong tự nhiên,electron chọn một đường đi 100% số lần. Nhưng thông qua các nỗ lực củamình, chúng tôi có thể chuyển electron sang một đường đi thay thế 90% sốlần. Các phát hiện này đặt ra những câu hỏi lý thú cho nghiên cứutrong tương lai”, nhà hóa học dẫn đầu nghiên cứu từ Đại học WashingtonChristine Kirmaier cho biết thêm.

Kết quả của những nỗ lực củamình là giờ đây các nhà khoa học đã tiến gần hơn bao giờ hết vớiviệc thiết kế các hệ thống truyền electron mà ở đó họ có thể gửi đimột electron theo một đường dẫn được lựa chọn.

“Điều này thật quan trọng vìchúng ta đang thu được khả năng khai thác dòng chảy năng lượng này đểhiểu về các nguyên lý thiết kế mà sẽ dẫn tới các ứng dụng mớicủa những hệ thống vô sinh. Điều này cho phép chúng ta cải thiện đángkể hiệu suất của nhiều thiết bị chạy bằng năng lượng mặt trời, cótiềm năng làm cho chúng nhỏ hơn nhiều. Có một cơ hội cực lớn ở đâyđể mở ra những nguyên lý mới của các phản ứng sinh hóa hoạt độngnhờ ánh sáng, những thứ chưa từng thấy trong tự nhiên. Nếu chúng talàm được điều đó, nó sẽ có ý nghĩa thật lớn lao”, Laible chia sẻ

 

 
Tin tức khác
Sự tiến hóa của vi sinh vật ở đại dương
Các xét nghiệm kháng thể mới có thể tiết lộ quy mô thật về đại dịch coronavirus
Trí tuệ nhân tạo tạo ra thuốc kháng sinh mới
Chủng vi sinh vào cây lúa để điều tiết phản ứng chống ô xi hóa và phản ứng gen tự vệ làm giảm stress khô hạn.
Đẩy nhanh quá trình sản xuất vaccine phòng chủng virus corona mới bằng các phương pháp phi truyền thống
Thông báo
Thông báo chuẩn bị hồ sơ đăng ký giao trực tiếp thực hiện từ năm 2019 thuộc Chương trình CNSH
Thông báo số 1: Hội nghị Công nghệ sinh học toàn quốc – Khu vực phía Nam lần thứ II năm 2011
Quyết định 490/QĐ-BNN-KHCN điều chỉnh cá nhân chủ trì đề tài thuộc “chương trình trọng điểm phát triển và ứng dụng công nghệ sinh học trong lĩnh vực nông nghiệp và ptnt đến năm 2020”.
THÔNG BÁO TUYỂN CHỌN TỔ CHỨC VÀ CÁ NHÂN CHỦ TRÌ NHIỆM VỤ KH&CN
Kết quả khảo nghiệm đánh giá an toàn sinh học đối với đa dạng sinh học và môi trường
Văn bản mới
Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn thông báo giao trực tiếp tổ chức, cá nhân thực hiện nhiệm vụ KHCN...
Quyết định 490/QĐ-BNN-KHCN điều chỉnh cá nhân chủ trì đề tài thuộc “chương trình trọng điểm phát triển...
Quyết định phê duyệt danh mục nhiệm vụ khoa học và công nghệ đưa vào tuyển chọn, giao trực tiếp bắt đầu...
Về việc cấp bằng bảo hộ giống cây trồng mới (kèm danh mục)
Bổ sung 71 chỉ tiêu tuyển sinh đào tạo thạc sĩ năm 2011 cho Trường Đại học Lâm nghiệp
Về việc giao dự toán NSNN năm 2011(Kinh phí bổ sung sự nghiệp khoa học Công nghệ năm 2011- nhiệm vụ cấp...
Giao dự toán ngân sách nhà nước năm 2011 (đợt 4) Kinh phí xử lý sự cố đê điều năm 2011 (Phụ lục kèm theo)
Tài Liệu mới
Rút ngằn thời gian vi nhân giống lan hồ điệp
Công nghệ sinh học trong nông nghiệp
Ảnh hưởng của các yếu tố sinh học lên sự nảy mầm
Kỹ thuật trồng hoa lan Mokara
Liên kết Website
Vụ khoa học công nghệ và môi trường bộ NN và PTNT
Viện công nghệ sinh học
Bộ nông nghiệp vf phát triển nông thôn
Agbiotech Việt Nam
Báo Nhân Dân
Trung tâm Khuyến nông Quốc gia
Thống kê truy cập
Số người đang online: 155
Tổng số lượt truy cập: 1742763
Ngân hàng Nông nghiệp và phát triển nông thôn
Copyright © 2011 Văn phòng Công nghệ sinh học - Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn
Địa chỉ : Số 02 Ngọc Hà, Ba Đình, Hà Nội. Điện thoại : (024) 38436817 - Fax: (024) 38433637
Email: webmaster@agrobitotech.gov.vn. Web site: www.agrobiotech.gov.vn