Persbericht, 20 november 2007
EMBARGO TOT WOENSDAG 21 NOVEMBER, 20.00 UUR
Planten overbelicht: caroteen, een moleculaire dimschakelaar
Hoe zorgt een plant dat hij zoveel mogelijk zonlicht opvangt, zonder er schade van te ondervinden? NWO-onderzoekers van de Vrije Universiteit Amsterdam en Wageningen Universiteit hebben voor het eerst live een ultrasnel moleculair proces kunnen volgen dat hier een rol bij speelt. Ze berichten hierover op 22 november in Nature.
Planten bevatten zeer efficiënte zonnecollectoren: ze vangen zelfs op bewolkte dagen voldoende energie om koolstofdioxide en water om te zetten in glucose. Maar hoe zorgen zij ervoor dat ze op onbewolkte, zomerse dagen geen schade oplopen door de felle zon?
Een multidisciplinair team van onderzoekers onder leiding van Rienk van Grondelle en zijn Engelse collega Peter Horton wist met nieuwe lasertechnieken voor het eerst een zeer snel verlopend moleculair proces in beeld te brengen dat hierbij een rol speelt. Zij zagen hoe het pigment chlorofyl het licht opneemt, hoe de energie vervolgens wordt overgedragen op het pigment luteïne, en hoe tenslotte het teveel aan energie wordt omgezet in warmte en verdwijnt.
***Live in beeld***
Het team had in reageerbuisexperimenten met geïsoleerde eiwitten al eerder ontdekt dat een van de eiwitten die een rol speelt bij het opnemen van zonlicht, LHCII, kan schakelen tussen een toestand om licht op te vangen, en een toestand waarin het efficiënt energie kan omzetten in warmte. De onderzoekers toonden in hun nieuwste experimenten aan dat de toestand waarin in hele bladeren van een zandraket LHCII de fluorescentie dooft, nagebootst kon worden door LHCII in vitro samen te klonteren. Met speciale lasertechnieken om reacties te meten die in picoseconden (een miljoenste van een miljoenste seconde) optreden, brachten ze in beeld hoe onder deze omstandigheden de chlorofyl excitaties binnen enkele tientallen picoseconden kunnen verdwijnen via het caroteen luteïne.
Dit onderzoek is voor uiteenlopende terreinen van belang. Kennis van het beschermingsmechanisme van planten tegen zonneschade kan worden gebruikt om planten te kweken die in zeer warme gebieden kunnen groeien. Op een heel ander vlak kan inzicht in de biochemische processen die planten gebruiken om efficiënt zonlicht om te zetten in energie wellicht als inspiratiebron dienen voor een nieuwe generatie efficiënte zonnecellen.
Dit onderzoek werd mede mogelijk gemaakt door subsidies van NWO-Aard- en Levenswetenschappen en een vidisubsidie voor John Kennis aan de Vrije Universiteit.
---
Noot voor de redactie,
Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek
Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek