Изследователите от Калифорнийския университет Ривърсайд обаче са постигнали успех при разгадаването на неясните знаци.
От половин век ботаниците знаят, че командният център на растителната клетка - ядрото, изпраща инструкции до другите й части, като ги кара да продължат с фотосинтезата. Тези инструкции са под формата на белтъци и без тях растенията няма да придобият зеления си цвят или да растат.
"Предизвикателството пред нас беше, че ядрото кодира стотици протеини, които съдържат градивни елементи за по-малките органели. Установяването кои от тях са сигнал, за да се задейства фотосинтезата, беше като намиране на игла в купа сено", казва Мън Чън, професор по ботаника в университета.
Процесът, който учените използват, за да открият четири от тези протеини, е описан в публикация в изданието “Нейчър къмюникейшънс”.
Екипът на Чън вече доказа, че някои от протеините в растителните ядра се активират от светлината, което поставя началото на фотосинтезата. Тези четири новоидентифицирани белтъка са част от реакцията, като изпращат сигнал, превръщайки малките органи в хлоропласти, генериращи подкрепящи растежа захари.
Мън Чън сравнява целия процес на фотосинтеза със симфония.
"Диригентите на симфонията са протеини в ядрото, наречени фоторецептори, които реагират на светлината. Показахме, че чувствителните както към червена, така и към синя светлина, фоторецептори инициират симфонията. Те активират гените, които кодират градивните елементи на фотосинтезата".
Уникалното в случая е, че симфонията се изпълнява в две "зали" в клетката, както от местни (ядрото), така и от намиращи се по-далеч музиканти. В този смисъл диригентите (фоторецепторите), които са само в ядрото, трябва да изпращат на отдалечените музиканти съобщения. Тази последна стъпка се контролира от четирите новооткрити белтъка, които се придвижват от ядрото до хлоропластите.
Изследването е финансирано от американския Национален институт по здравеопазване с надеждата, че ще помогне за лечение на рак. Тя се основава на приликите между хлоропластите в растителните клетки и митохондриите в човешките клетки. Те произвеждат т.нар. гориво за растеж и в тях се съхранява генетичен материал.
Много изследвания описват комуникацията от органелите към ядрото. Ако нещо не е наред с тях, те ще информират "централата" на ядрото. Доста по-малко се знае обаче за сигналите, които регулират активността и се изпращат от ядрото към органелите.
Разкриването на начина, по който се контролира фотосинтезата, може да се приложи и отвъд изследванията за болести. Човешките колонии на друга планета вероятно ще се нуждаят от земеделие на закрито и създаване на светлинна схема за увеличаване на добивите в тази среда. Освен това климатичните промени поставят предизвикателства и пред производителите на различни култури и на нашата планета.