Fotosynteesin valoreaktioita ohjaa laaja verkosto säätelymekanismeja (Väitös: MTech Nageswara Rao Mekala, 31.3.2017, molelulaarinen kasvibiologia)
MTech Nageswara Rao Mekalan väitöstutkimuksen tulokset valottavat fotosynteesikoneiston sopeutumisen monikerroksisuutta, mikä auttaa suunnittelemaan tapoja tehostaa fotosynteesin toimintaa.
Turun yliopiston tiedote 23.3.2017
Elämä maapallolla perustuu yhteyttämiseen eli fotosynteesiin. Fotosynteesi hyödyntää auringon valoa, vettä ja ilman hiilidioksidia, ja tekee näistä elämän perusmolekyylejä. Kaikki muu elämä pohjautuu näiden perusmolekyylien sisältämän energian ja aineen hyödyntämiseen. Ruoka, puu, paperi sekä bio- ja fossiiliset polttoaineet ovat kaikki syntyneet fotosynteesin avulla.
‒ Tulevien vuosikymmenten aikana ihmiskunta on valtavien haasteiden edessä: miten ravita maapallon alati kasvava väkimäärä ja samaan aikaan päästä eroon riippuvuudesta fossiilisiin polttoaineisiin? On opittava hyödyntämään fotosynteesiä paljon nykyistä tehokkaammin, toteaa väitöstyössään fotosynteesin valoreaktioiden säätelymekanismeja tutkinut MTech Nageswara Rao Mekala.
Fotosyteesi perustuu sarjaan energiansiirtoreaktioita, joiden on tapahduttava juuri oikeaan aikaan ja oikeassa paikassa. Jos reaktioiden koordinaatio ei tapahdu oikein, tapahtuu fotosyteesikoneistoa vaurioittavia sivureaktiota. Luonnossa valon määrä vaihtelee jatkuvasti, ja fotosynteesi onkin mahdollista vain, koska fotosynteesin valoreaktio-entsyymeitä (valoreaktio I ja valoreaktio II) ohjaa säätelymekanismien verkosto.
Se, miten säätelymekanismit tarkalleen ottaen toimivat, on vielä huonosti tunnettua.
‒ Jo 20 vuoden ajan on tiedetty, että fotosyteesikoneiston valohaavin kaksi proteiinia defosforyloituvat valon intensiteetin kasvaessa, mutta reaktion fysiologinen merkitys on säilynyt mysteerinä.
Mekala osoittaa väitöstutkimuksessaan, että valohaavin proteiinien defosforylaatiota tarvitaan kompensoimaan toista valoreaktiota säätelevää mekanismia. Mekala osoitti myös, että valoreaktion II:n haitallisena pidetty vaurioituminen valossa ei olekaan haitallinen reaktio, vaan se on tarpeen, jotta valoreaktio I ei vaurioidu. Valoreaktio II:n vaurio myös indusoi aikaisemmin tuntemattoman säätelymekanismin, jonka avulla kasvi pystyy turvallisesti haihduttamaan valohaavin keräämää liiallista valoenergiaa.
Kokonaisuudessaan väitöstyö osoitti, että fotosyteesikoneistoa ohjaa verkosto toisiinsa vaikuttavia säätelymekanismeja. Havainnolla on laajempaa merkitystä, sillä se korostaa fotosynteesikoneiston sopeutumisen monikerroksisuutta.
‒ Tutkijoiden on ymmärrettävä fotosynteesin valoreaktioiden säätelymekanismien verkosto ennen kuin voidaan suunnitella tapoja tehostaa fotosynteesin toimintaa, Mekala toteaa.
***
MTech Nageswara Rao Mekala esittää väitöskirjansa Novel Insights into Regulation of Photosynthetic Light Reactions julkisesti tarkastettavaksi Turun yliopistossa perjantaina 31.3.2017 klo 12 (Turun yliopisto, Arcanum, Arc 1, Arcanuminkuja 4, Turku).
Vastaväittäjänä toimii professori Peter Jahns (Heinrich Heine Universität Düsseldorf, Saksa) ja kustoksena professori Eevi Rintamäki (Turun yliopisto). Tilaisuus on englanninkielinen.
MTech Nageswara Rao Mekala on syntynyt vuonna 1981 Intiassa ja kirjoittanut ylioppilaaksi A.P.Residential School -lukiossa Andhra Pradeshissa vuonna 1996. Mekala suoritti korkeakoulututkintonsa (MTech) University of Hyderabad -yliopistossa Intiassa vuonna 2010. Väitöksen alana on molekulaarinen kasvibiologia. Mekala työskentelee tohtorikoulutettavana Turun yliopistossa.
Väittelijän yhteystiedot: p. 044 970 3035, nageswara.mekala(at)utu.fi
Väittelijän kuva: https://apps.utu.fi/media/vaittelijat/mekala_nageswara.jpg
Väitöskirja on julkaistu sähköisenä: https://www.doria.fi/handle/10024/133722