23/09-10 - Pressemeddelelse

Fotosyntesepigment på bijob

Planter høster solens energi ved hjælp af det grønne pigment, klorofyl, som findes i bladenes grønkorn. Uden lys sker der ingen fotosyntese, og planten vil dø. Brændende sol er dog også skadeligt for planten, og derfor må den beskytte sig så godt som muligt. Det gør den ved at regulere aktiviteten af nogle af sine gener, men hvordan får kromosomerne i cellekernen besked om at grønkornene får for meget lys? Det tyder på, at klorofyl spiller en dobbeltrolle i plantens celler. Ud over at høste energi medvirker klorofylmolekylerne tilsyneladende til at sende signaler fra grønkornene til cellekernen.

Klorofyl absorberer blåt og rødt lys, mens det grønne lys reflekteres. Det er derfor, at planter er grønne. Energien fra det blå og røde lys sendes videre og driver fotosyntesen, hvor vand og CO2 omdannes til sukker. Høst af lysenergi og fotosyntese sker i planternes grønkorn, og disse processer danner grundlaget for størstedelen af livet på jorden.

Hvis planterne får for meget lys, kan der dannes reaktive iltforbindelser, også kaldet frie radikaler, i grønkornene. De skader plantens celler, og da planter ikke selv kan søge skygge på en solrig dag, har de i stedet udviklet sindrige molekylære systemer for at beskytte sig. En af planternes beskyttelsesmekanismer er at regulere aktiviteten af specifikke gener, så mængden af klorofyl og de proteiner, der binder klorofyl, afbalanceres i forhold til mængden af lys. I sit ph.d.-studie har Anne Stenbæk fra Institut for Plantebiologi og Bioteknologi studeret, hvordan det foregår.

- De skadelige virkninger af skarpt lys registreres i grønkornene, men tilpasningen til skarpt lys foregår via cellekernen. Det må betyde, at der sendes signaler fra grønkornene til cellekernen, når lysintensiteten ændres. Nyere forskning tyder på, at planternes klorofyl ikke bare høster lys. De fungerer også som signalstoffer. Hvordan dette signal bliver viderekommunikeret til cellekernen, ved vi endnu ikke, men sandsynligvis er det en lille ophobning af mellemprodukter i klorofylets biosyntesevej, der udløser selve signalet, siger Anne Stenbæk og fortsætter:

- Hvis en biosyntesevej både skal lede til produktion af de pigmenter, der driver fotosyntesen, samt til signalmolekyler i forbindelse med stress-påvirkninger, kræver det en streng kontrol med produktionen af de forskellige molekyler.

Anne Stenbæk har især arbejdet med de mekanismer, der gør at produktionen af klorofyl bliver op- og nedreguleret under forskellige omstændigheder.

- Vi har identificeret et protein NTRC, som viser sig at stimulere aktiviteten af et af enzymerne i klorofylbiosyntesen. Analyserer man transgene planter, der mangler dette protein, viser det sig yderligere at andre af de biosyntetiske enzymer også er påvirket. Så måske virker NTRC som en central regulator af hastigheden igennem denne biosyntesevej.

Anne Stenbæk har også været med til at udvikle en mikroskopi-metode, som kan bruges til at måle mængden af mellemprodukter i planters klorofylbiosyntese. Denne metode kan bruges i den videre forskning indenfor dette område. Men hvorfor er disse mekanismer overhovedet interessante at undersøge?

- Planters respons på stress-påvirkninger er altid interessante at undersøge, ikke mindst fordi efterspørgslen på fødevarer stiger, og fordi klimaforandringer kan føre til mere ekstreme vækstforhold. Der er brug for større udbytte eller i det mindste et stabilt udbytte under ufavorable vilkår for planter. Kan man forstå, hvordan planter reagerer på forskellige stress-påvirkninger, vil der være basis for at udvikle mere stress-tolerante planter vha. forskningsbaseret forædling eller genteknologiske metoder, slutter Anne Stenbæk.

Resultaterne der er nævnt ovenfor er publiceret FEBS Letters i august 2008 samt i Photochemical & photobiological sciences i februar 2009.

Ph.d. studiet blev støttet af Det Biovidenskabelige Fakultet, Københavns Universitet, mens VKR forsknings centeret "Pro-Active Plants" har stillet laboratorie-faciliteter til rådighed.

Anne Stenbæk forsvarer sin ph.d.-afhandling d. 24. september 2010 kl. 13.00 i Auditorium 3-14.

For yderligere oplysninger :
Anne Stenbæk, 35 33 33 61
eller hendes vejleder, professor Poul Erik Jensen, 35 33 33 40.