Вчені вивчили перетворення світла в енергію в живих клітинах в масштабі пікосекунди (трильйонної частки секунди). Дослідження опубліковано в журналі Nature.
Міжнародна група фізиків, хіміків і біологів під керівництвом Кембриджського університету використовувала технологію надшвидкої спектроскопії за допомогою фемтосекундного лазера, щоб вивчити найраніші етапи фотосинтезу. Дослідження відкриває новий напрямок для отримання екологічно чистого палива і відновлюваної енергетики.
У своїй роботі дослідники намагалися зрозуміти, чому кільцеподібні молекули, хінони, здатна «красти» електрони в процесі фотосинтезу. Такі молекули широко поширені в природі, вони можуть легко приймати і віддавати електрони, але їх роль в фотосинтезі залишалася не до кінця зрозумілою.
Дослідники використовували техніку надшвидкої перехідної абсорбційної спектроскопії для вивчення поведінки хінонів в фотосинтезуючих ціанобактеріях. Спостерігаючи за електронами, вчені виявили, що білковий каркас, на якому відбуваються початкові хімічні реакції фотосинтезу, є «дірявим», що дозволяє електронам вислизати. Цей витік допомагає рослинам захистити себе від пошкодження яскравим або швидко мінливих світлом.
Ілюстрація процесу фотосинтезу. анімація: Mairi Eyres, University of Cambridge
Автори дослідження вважають, що такий витік електронів можна використовувати. Можливість отримувати заряди на ранній стадії фотосинтезу можна використовувати для ефективного отримання чистого палива від Сонця. Крім того, здатність регулювати фотосинтез дозволить зробити сільськогосподарські культури більш стійкими до інтенсивного сонячного світла.