Las cianobacterias, un tipo de bacteria que realiza la fotosíntesis, utilizan un fotosensor que regula las proteínas de antena de captación de luz verde y roja para la fotosíntesis. Un equipo conjunto de investigación de la Universidad Tecnológica de Toyohashi, la Universidad de Tokio y el Instituto Nacional de Ciencias Fisiológicasencontró un nuevo fotosensor que regula la proteína de la antena de recolección de luz verde-amarilla en las cianobacterias. Un análisis posterior de los genomas de las cianobacterias reveló que este fotosensor surgió hace aproximadamente 2.100 millones de años o más y evolucionó a través del intercambio genético transferencia horizontal de genes entre las cianobacterias.
La fotosíntesis es una reacción que convierte la energía de la luz en energía química y es una reacción importante que apoya a todos los organismos que viven en la Tierra. Las cianobacterias son procariotas que realizan fotosíntesis oxigenada y se encuentran en todo tipo de ambientes en todo el mundo. Las cianobacterias tienentres tipos de proteínas principales de antena para la recolección de luces: ficocianina PC para absorber la luz roja, ficoeritrina PE para absorber la luz verde y ficoeritrocianina PEC para absorber la luz amarillo-verde. Hasta la fecha, se ha sabido que la cantidadde PC y PE están regulados por un fotosensor de clase fitocromo, pero no se ha informado sobre la regulación de PEC.
El profesor asistente Yuu Hirose del Departamento de Química Aplicada y Ciencias de la Vida, Universidad Tecnológica de Toyohashi, en un proyecto de investigación conjunto con la Universidad de Tokio y el Instituto Nacional de Ciencias Fisiológicas, descubrió un nuevo fotosensor que regula la cantidad de PEC. PorAl buscar en la base de datos del genoma, el equipo de investigación identificó varias cepas de cianobacterias que albergan tanto PEC como los genes fotosensores. Además, cultivaron una de las cepas de cianobacterias y mostraron que la cantidad de PEC depende del color de la luz.
Un análisis posterior de aproximadamente 450 genomas de cianobacterias reveló que este fotosensor que regula la PEC surgió solo una vez hace aproximadamente 2.100 millones de años o más y evolucionó a través de un intercambio genético entre cepas de cianobacterias, que es un proceso llamado transferencia horizontal de genes. El fotosensor se distribuyó preferentemente entrecepas filamentosas y multicelulares pero no cepas unicelulares. Estas cepas de cianobacterias pueden utilizar diferentes colores de luz para la fotosíntesis entre las células y compartir una energía luminosa limitada.
PC y PE se usan actualmente como aditivos naturales de colorantes alimentarios en algunos alimentos. El resultado de esta investigación se puede aplicar a la producción en masa de PEC y al desarrollo de nuevos productos alimenticios. Este hallazgo también se puede aplicar a la mejora de la luzconversión de energía de la fotosíntesis y aplicada a campos de investigación para la regulación de funciones genéticas utilizando iluminación de luz.
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Materiales proporcionados por Universidad Tecnológica de Toyohashi . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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