Väittelijä paljasti fotosynteesin säätelyn saloja (Väitös Markus Nurmi, 24.10.2014, biokemia)

17.10.2014
Väitös

Markus Nurmi löysi väitöstutkimuksessaan uusia tietoja kalsiumin ja kolmen eri proteiinin merkityksestä fotosynteesissä. Tiedoista on apua, kun etsitään keinoja hyödyntää nykyistä paremmin fotosynteesiä ruuan- sekä energiantuotannon tehostamiseksi.

 

​Turun yliopiston tiedote 17.10.2014

 

Nurmi tarkasteli väitöstyössään fotosynteesin säätelyn mekanismeja. Työssä keskityttiin kolmeen fotosynteesissä merkittävään proteiiniin sekä kalsiumin rooleihin fotosynteesin säätelyssä. Mallikasvina tutkimuksissa oli lituruoho.´
 
Tutkituista proteiineista PsbO esiintyy lituruoholla kahtena eri muotona. Valoreaktio kahdessa eli proteiinikompleksissa, jossa yhteyttäminen tapahtuu, PsbO sijaitsee sen happea vapauttavassa osassa. Toinen tutkittu proteiini, PGR5, toimii fotosynteesin elektroninsiirtoketjun säätelijänä. Kolmannen proteiinin, CaS, tiedetään toimivan kasvisolun kalsiumvälitteisessä viestinnässä.
 
– Tutkimuksessani havaitsin PsbO:n vallitsevan muodon olevan tärkeä valoreaktio kahden rakenteen vakauttamisessa.  PsbO:n määrällisesti vähäisempi muoto puolestaan osoittautui avaustavan vaurioituneen valoreaktio kahden korjauksessa, Nurmi sanoo.
 
PGR5:n on ajateltu toimivan valoreaktio yhden ympärillä toimivassa syklisessä elektroninsiirrossa. Uudessa tutkimuksessa havaittiin PGR5:n toimivan ennemminkin lineaarisen elektroninsiirron säätelyssä vaihtelevissa valo-olosuhteissa kuin syklisen elektroninsiirron komponenttina.
 
– Ilman PGR5-proteiinia kasvi ei pärjää ulkoilmassa.  Yksi tutkimukseni merkittävimmistä löydöistä oli se, että PGR5:n havaittiin suojaavan valoreaktio yhtä liialliselta valon vaikutukselta nimenomaan muuttuvissa valo-olosuhteissa.
 
Sekä laboratorio-oloissa että kenttäkokeissa PGR5 osoittautui elintärkeäksi kasville. Lisäksi sen havaittiin toimivan CaS-proteiinin kanssa yhteistyössä. Miksi, se jää jatkotutkimuksen selvitettäväksi. CaS-proteiini säätelee fotosynteesin hiilensidontareaktioihin osallistuvia entsyymejä.

Kalsium kenties keskeinen reaktioiden koordinoinnissa

– Yksi löytö oli uusi tieto kalsiumin roolista fotosynteesissä. Voi olla mahdollista, että kalsium on komponentti, joka vastaisi elektroninsiirtoketjun, valoreaktioiden suojamekanismien ja valoreaktio kahden korjauskierron saumattoman yhteispelin koordinoinnista, Nurmi sanoo.

Kalsiumin on tiedetty säätelevän monia solussa tapahtuvia toimintoja. Sen rooli viherhiukkasissa, joissa fotosynteesi tapahtuu, on kuitenkin suurimmilta osin selvittämättä.

– Kalsiumilla on mahdollisesti tärkeä rooli fotosynteettisten reaktioiden koordinoinnissa. Jatkossa onkin syytä selvittää yksityiskohtaisemmin kalsiumin roolia näiden fotosynteesin mekanismien toiminnassa, Nurmi sanoo.

 **

Perjantaina 24. lokakuuta 2014 kello 12 esitetään Turun yliopistossa (Arcanum, Arc1-auditorio, Arcanuminkuja 4, Turku) julkisesti tarkastettavaksi filosofian maisteri Markus Nurmenväitöskirja ”Molecular mechanisms and interactions in regulation of photosynthetic reactions” (Molekulaariset mekanismit ja vuorovaikutukset fotosynteettisten reaktioiden säätelyssä). Virallisena vastaväittäjänä toimii dosentti Anja Krieger-Liszkay Ranskasta (Institute of Biology and Technology Saclay) ja kustoksena professori Eevi Rintamäki Turun yliopistosta.

FM Markus Nurmi on syntynyt 1982 Raisiossa ja kirjoittanut ylioppilaaksi 2001 Raision lukiosta. Filosofian maisteriksi Nurmi valmistui 2009 Turun yliopistosta, jossa hän parhaillaan toimii tohtorikoulutettavana. Väitös kuuluu biokemian alaan.

Luotu 17.10.2014 | Muokattu 27.07.2021