FOM subsidie voor inzoomen op fotosynthese
Anjali Pandit (Leids Instituut voor Chemisch onderzoek) heeft een FOM-projectruimte onderzoeksbeurs toegekend gekregen voor haar voorstel ‘Tuning into the photosynthetic membrane with atomistic precision’.
Kernspin magnetische resonantie
Pandit gaat experimenten opzetten met kernspin magnetische resonantie (NMR) om de fotosynthese membranen van groene algen te bestuderen. Met NMR spectroscopie kan zij op atomair niveau de structuur en dynamica van moleculen detecteren, maar het is een grote uitdaging om NMR signalen te onderscheiden in grote, heterogene systemen. Daarom zal gebruik gemaakt worden van speciale moleculair biologische en isotoop labeling trucs en van NMR filter technieken.
Moleculaire mechanismen
Pandit’s onderzoek richt zich op de moleculaire mechanismen van fotoprotectie. Als teveel licht op een alg of blad valt, treedt een foto respons op waarbij een deel van opgevangen licht uitgedoofd wordt in plaats van gebruikt. Dit gebeurt door subtiele veranderingen in de licht-antenne eiwitten, gekoppeld aan een grote reorganisatie van eiwit supercomplexen in het membraan.
Bio-engineering
Fotoprotectie is essentieel om het fotosynthese apparaat te beschermen, maar het verspilt ook een deel van de zonne-energie. Bio-engineering kan in de toekomst misschien planten en algen opleveren die zowel lichtbestendig zijn als veel biomassa opleveren, wat gunstig is voor groei van gewassen en zorgt voor hogere opbrengst van energie uit biofuels. Voordat aan het fotoprotectie systeem geknutseld kan worden is het belangrijk om te begrijpen hoe antenne eiwitten schakelen tussen licht oogsten en licht uitdoven en welke membraan componenten precies de schakel omzetten.
Nieuwe methode
In het project zal vaste-stof NMR ingezet worden als nieuwe methode om het flexibele samenspel van fotopigmenten, eiwitten en lipiden in fotosynthese membranen te begrijpen op moleculair niveau. Door een lichtbron in de NMR magneet te koppelen zal een foto respons gesimuleerd worden om direct licht-stress gevoelige veranderingen te kunnen volgen.
Van het FOM bedrag (400 k€) wordt een promovendus aangesteld en een apparaat aangeschaft voor fluorescentiemetingen, zodat NMR karakteriseringen vergeleken kunnen worden met de foto-fysische eigenschappen van het membraan.