Växtblad avfyrade med laser för att studera fotosyntes

Ett internationellt team av fysiker, kemister och biologer ledda av University of Cambridge använde

ultrasnabb spektroskopiteknik med hjälp avfemtosekundlaser för att studera de tidigaste stadierna av fotosyntesen. Forskningen öppnar en ny riktning för att få fram miljövänliga bränslen och förnybar energi. 

I sitt arbete försökte forskarna förståvarför ringformade molekyler, kinoner, kan "stjäla" elektroner under fotosyntesen. Sådana molekyler är utbredda i naturen och kan lätt acceptera och donera elektroner, men deras roll i fotosyntesen förblev inte helt klarlagd. 

Forskarna använde tekniken ultrasnabbtransient absorptionsspektroskopi för att studera kinonernas beteende i fotosyntetiska cyanobakterier. Genom att observera elektronerna fann forskarna att proteinställningen där de första kemiska reaktionerna av fotosyntes äger rum är "läckande", vilket gör att elektronerna kan fly. Detta läckage hjälper växter att skydda sig från att skadas av starkt eller snabbt växlande ljus.

Fotosyntes process illustration. Animation: Mairi Eyres, University of Cambridge

Författarna till studien tror att en sådan läckaelektroner kan användas. Förmågan att utvinna laddningar i ett tidigt skede av fotosyntesen kan användas för att effektivt få rent bränsle från solen. Dessutom kommer förmågan att reglera fotosyntesen att göra grödor mer motståndskraftiga mot intensivt solljus.

Många forskare har försökt att extrahera elektroner fråntidiga stadier av fotosyntesen, men kom fram till att detta är omöjligt eftersom energin är så gömd i proteinramverket. Det faktum att vi kan få dem tidigt i processen är fantastiskt.

Jenny Zhang, forskningskoordinator vid University of Cambridge

Läs mer:

Nyckelteorin om kvantfysik har äntligen bevisats. Main

NASAs helikopter visade solnedgången på Mars. Det ser inte ut som jorden.

"Legendarisk" katträv som lever på en ö i Europa kan bli en ny underart