Hoe beschermen planten zich tegen te veel zonlicht?

Natuurkundigen uit Amsterdam en chemici uit Leiden hebben, onder leiding van VU-biofysicus John Kennis, aangetoond dat het fotosynthetische eiwit PsbS van vorm verandert als reactie op een overschot aan zonlicht.

16-04-2021 | 15:54

Het onderzoek is verschenen in Nature Communications. De wetenschappers onderzochten het moleculaire mechanisme waarmee planten zich beschermen tegen te veel zonlicht tijdens fotosynthese. Ze toonden aan hoe een belangrijk fotosynthetisch eiwit, genaamd PsbS, van vorm verandert als respons op een overschot aan zonlicht. Zo stelt het eiwit een beschermend mechanisme in werking voor de plant.

Voedselzekerheid
Meer kennis over de mechanismen achter fotosynthese is belangrijk. Door te sleutelen aan fotosynthese kan de voedselproductie en droogte-tolerantie van gewassen verbeterd worden. Dit kan bijdragen aan het veiligstellen van de wereldwijde voedselzekerheid in een veranderend klimaat.

Het onderzoek werd uitgevoerd in onder andere het LaserLaB van de VU. Behalve John Kennis werkte ook VU-wetenschapper Patrick Konold mee aan het onderzoek. Met geavanceerde infrarode laserspectroscopie hebben de wetenschappers essentiële structurele veranderingen in de eiwitstructuur van PsbS bepaald.

2,8 miljoen euro
Dit wetenschappelijke artikel in Nature Communications zal niet het laatste artikel over dit eiwit zijn vanuit de onderzoeksgroep van Kennis. Begin 2020 kreeg het onderzoeksconsortium ‘Nanoscale Regulators of Photosynthesis’, waar VU-hoogleraren John Kennis en Roberta Croce aan deelnemen, namelijk een NWO Open Competitie ENW-GROOT subsidie. Het consortium kreeg 2,8 miljoen euro toegekend voor vijf jaar onderzoek naar PsbS.

Foto: We zien hier de eiwitstructuur van PsbS, met de twee glutamaat-zijketens (geel) die het teveel aan zonlicht voelen in de binnenruimte van het fotosynthetisch membraan, en in respons daarop het eiwit lokaal laten herstructureren bij de blauwe en roze delen. Die herstructurering stelt vervolgens een beschermingsmechanisme in werking.