Недостающее звено: оно обнаружено в эволюции фотосинтеза и углеродной фиксации

Недостающее звено обнаружено в эволюции фотосинтеза

Группа ученых из Калифорнийского Университета сообщила, что им удалось выявить недостающее звено в эволюции фотосинтеза и фиксации углерода. Новое понимание этого сложного процесса может дать недавно обнаруженная форма растительного фермента rubisco. Она появилась около 2,4 миллиарда лет назад, и ее изучение может дать новое понимание эволюции и селекции растений.

Rubisco считается самым распространенным ферментом на нашей планете. Он есть в растениях, в сине-зеленых водорослях, в других фотосинтезирующих организмах. Фермент считается главным и одним из старейших на Земле в процессе фиксации углерода.


Научный сотрудник Дуг Банда назвал фермент основным двигателем продуктов питания. Он способен накапливать углекислый газ из атмосферы и превращать его в сахар для растений и других фотосинтезирующих организмов. Фактически, rubisco – главный движущий фермент, снабжающий жизнь углеродом. Его ранее появление на планете делает фермент для ученых особенно важным, поскольку он помогает изучать эволюцию жизни. Во время исследования ученые обнаружили ранее неизвестного «родственника» фермента. Новая версия получила название I-prime rubisco.

Ее нашли путем путем секвенирования генома образцов окружающей среды и она была синтезирована в лаборатории. Форма I-prime rubisco дает исследователям новое понимание структурной эволюции формы I rubisco, потенциально давая ключ к разгадке того, как этот фермент изменил планету.

Но другие формы фермента под названием археи существуют у бактерий и в группе микроорганизмов. Они бывают разных форм и несмотря свои незначительные размеры – работают. Чтобы понять этапы развития rubisco, ученые хотят выяснить процессы развития этих маленьких форм. Данных о том, какая микробная жизнь существует на нашей планете, крайне мало, потому что большинство жизненного многообразия такого типа всегда оставалось невидимым.


Изучая молекулярную структуру rubisco исследователи учитывают каждую часть структуры фермента для фотосинтеза и фиксации углерода. Открытие октамерного фермента, который фактически формируется без малых субъединиц, позволяет ученым задавать эволюционные вопросы о том, как бы выглядела жизнь без функциональности, которую обеспечивают ферменты. Знания об этом позволят определить временные периоды на Земле, когда атмосфера планеты стремительно изменялась.