Notícia

Pesquisadora estuda a transferência de energia dentro das folhas das plantas na fotossíntese

Fonte

MIT | Instituto de Tecnologia de Massachusetts

Data

sábado, 11 março 2023 17:15

Áreas

Biologia. Botânica. Ecologia. Energia. Microbiologia. Química. Tecnologias.

Durante a fotossíntese, a clorofila nas plantas absorve pacotes de energia dos raios solares chamados fótons. Essa energia é então transferida para uma série de outras moléculas de clorofila organizadas por andaimes de proteína, canalizando a energia para o próximo estágio da fotossíntese.

Esses estágios iniciais de coleta de luz da fotossíntese envolvem excitação repetida de pigmentos, à medida que os fótons são passados entre eles. Para capturar esses processos altamente dinâmicos, a Dra. Gabriela Schlau-Cohen, professora do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT), nos Estados Unidos, emprega espectroscopia ultrarrápida, uma técnica que usa pulsos de laser extremamente curtos para estudar eventos que ocorrem em escalas de tempo de femtossegundos (0,000000000000001 segundos) a nanossegundos (0,000000001 segundos).

Com essa abordagem, a cientista fez descobertas que revelam como a fotossíntese é regulada sob diferentes condições de luz e como as plantas se protegem de danos ao dissipar o excesso de luz solar: “Estamos realmente interessados em entender a dinâmica dos estados eletronicamente excitados, na fotossíntese e em outros sistemas. Estamos estudando como a energia pode migrar através de sistemas moleculares e o que controla a natureza dessa migração e sua eficiência, particularmente nas grandes redes de proteínas que você encontra na fotossíntese”, explicou a professora Gabriela.

Ela também usa outras técnicas espectroscópicas para estudar como as proteínas mudam rapidamente de conformação quando se ligam a alvos específicos – por exemplo, quando os receptores encontrados nas superfícies das células se ligam a estímulos como fatores de crescimento ou outras moléculas de sinalização.

Desde o início de seu laboratório no MIT em 2015, a Dra. Gabriela Schlau-Cohen tem estudado sistemas de coleta de luz. Ela usa espectroscopia ultrarrápida para estudar como sistemas transferem energia por longas distâncias e como sua eficiência é regulada em resposta a mudanças na luz solar. Para ajudar a conseguir isso, ela também trabalha para melhorar a largura de banda espectral (que permite observar uma gama mais ampla de níveis de energia) da espectroscopia ultrarrápida e a resolução temporal da espectroscopia de molécula única.

Seu laboratório tem publicado vários artigos que elucidaram os mecanismos que permitem às plantas ajustar a quantidade de energia captada do sol quando expostas a diferentes condições climáticas e como elas evitam os danos causados pelo sol. Medições de moléculas únicas de uma proteína chamada complexo coletor de luz relacionado ao estresse (LHCSR) revelaram que ela desempenha um papel fundamental no controle dessas respostas em algas verdes e musgos.

Trabalhando com outros membros do corpo docente do MIT, incluindo o Dr. Mark Bathe, professor de Engenharia Biológica, e o Dr. Adam Willard, professor de Química, ela também está trabalhando no projeto de materiais sintéticos de coleta de luz, usando estruturas de origami de DNA como andaimes.

“Nosso objetivo é desenvolver nanoestruturas com propriedades emergentes semelhantes ou até melhores do que os sistemas fotossintéticos de captação de luz, para que possamos realmente obter controle sobre a evolução da energia luminosa de uma maneira que imite ou até exceda o desempenho da natureza”, concluiu a cientista.

Acesse a notícia completa na página do Instituto de Tecnologia de Massachusetts.

Fonte: Anne Trafton, MIT News Office.