Chaperoner - en hjälpande hand för Fotosystem II
Fotosyntesen är den process som omvandlar energi från solljus till kemiskt bunden energi i form av kolhydrater, såsom stärkelse och cellulosa. Processen är globalt mycket viktig, eftersom den direkt eller indirekt ger energi, organiskt material och syre för allt liv på jorden. Utan fotosyntes skulle vår värld inte vara grön, vår atmosfär inte innehåller syre och andning skulle inte vara möjlig. Liksom alla andra biologiska processer, har fotosyntes fulländats under evolutionen, och alla dagens fotosyntetiska organismer kan ses som högeffektiva solceller. Det är därför särskilt viktigt för vårt samhälle att få förståelse för de grundläggande begrepp som natur utnyttjar i sin solenergiomvandling.
Fotosystem II (PSII) är i hjärtat av denna energiomvandling. PSII är en av de mest komplexa membranproteinenhet som finns i naturen. Det katalyserar inte bara den unika ljusdrivna elektronöverföringsprocess som leder till en uppdelning av vatten till syre och protoner, utan det är också direkt ansvarigt för flera regleringsmekanismer av denna process. Detta är mycket viktigt, eftersom mängden solljus på ett sädesfält är en mycket varierande. PSII enheten består av mer än 30 proteiner, olika pigment och metall-kofaktorer såsom Ca2+, Cl-, Fe och Mn.
Vi kommer att använda en ny meristematisk cellinje, för att odla växten Arabidopsis i flytande cellkulturer. I dessa cellkulturer utvecklas inga rötter eller stammar utan växterna växer som enskilda celler, lite som fotosyntetiska alger och bakterier. På detta sätt kommer vi att ha växtceller som är enhetliga och inte skiljer sig i utveckling eller ålder. En annan fördel med dessa nya cellodlings system är att man först kan odla dem i 3% sucros lösning i mörker varvid de förblir pigmentlösa. När man sedan sänker sucros halten och belyser dem så utvecklar de pigment och bygger ihop de fotosyntetiska komplexen. Detta kan jämföras med när man tar bort ett föremål som legat länge på en gräsmatta, gräset under är vitt och under loppet av någon halvtimme så blir gräset grönt igen. Detta är således ett snabba förlopp där växterna bygger ihop sina fotosyntetiska komplex för att bli fullt funktionella. I våra cellkulturer är detta ett mycket långsammare förlopp och det tar närmare 10 dagar innan PSII är fullt inhoppbyggt och aktivt. Detta ger och en unik möjlighet att hinna med att studera de olika stegen i denna komplicerade process för att för första gången kunna detaljstudera de enskilda stegen och även hinna med att identifiera nya saknade komponenter inblandade i denna process.