Nieuws

Fotosynthese in hogere versnelling

Daniël Linzel | donderdag 27 augustus 2020

Met een lichtoogstend polymeer kun je beide fotosystemen in het fotosynthetisch proces versnellen, laten Chinese onderzoekers zien in Science Advances. Daardoor zou het maken van biobrandstoffen een stuk efficiënter moeten gaan.

Wereldwijd zien onderzoekers fotosynthetische algen als potentiële producent van biobrandstoffen, maar de efficiëntie van de algen laat meestal te wensen over. Daarom besloten Xin Zhou, Shu Wang en collega’s van de Chinese Acadamy of Sciences in Peking, de alg Chlorella pyrenoidosa een handje te helpen met het polymeer poly(boor-dipyrrometheen-co-fluoreen) (PBF).

PBF functioneert als geconjugeerd polymeer door aan C. pyrenoidosa te kleven via elektrostatische en hydrofobe interacties. Het licht dat de cellen vervolgens absorberen komt ook op het PBF, dat daarop rood licht uitzendt. Dat licht stimuleert vervolgens fotosysteem I (PSI) en fotosysteem II (PSII). De lichtafhankelijke reacties van PSI maken zo sneller zuurstof, adenosine trifosfaat en NADPH aan.

De hogere activiteit in PSI zorgt dat light harvesting complexes II zich bindt aan PSII, waardoor de lichtonafhankelijke reacties in PSII actiever gaan draaien: de activiteit van ribulose-1,5-bifosfaat carboxylase-oxygenase (RuBisCO) was hoger en rbcL en prk – genen die coderen voor RuBisCO en fosforibulokinase – hadden een grotere upregulatie.

Daarnaast probeerden de onderzoekers hetzelfde met het plantje Arabidopsis thaliana. Met de juiste concentratie PBF (1 µM) was de fotosynthese efficiënter en stond het een week eerder in bloei dan zonder PBF. Uiteindelijk zou je deze verbeterde fotosynthese kunnen inzetten voor de effectieve productie van biobrandstoffen.

Zhou, X. et al. (2020) Sci. Adv. 6