Vědci chtějí dokázat významnou roli proteinu Lhcb8 při obraně rostlin před světlem

Srovnání struktury fotosystému II huseníčku rolního (Arabidopsis thaliana) s navrženým modelem struktury fotosystému II u smrku ztepilého (Picea abies).
Zdroj: Roman Kouřil
Čtvrtek 18. únor 2021, 11:37 – Text: Martina Šaradínová

Rolí světlosběrného proteinu Lhcb8 v organizaci a funkci komplexu fotosystému II u huseníčku rolního se od ledna zabývá projekt, s nímž biofyzik Roman Kouřil z Centra regionu Haná pro biotechnologický a zemědělský výzkum uspěl v soutěži Grantové agentury ČR. Projekt, jenž navazuje na předchozí výzkumy, má rovněž za úkol objasnit důvody unikátní organizace fotosystému II u smrku ztepilého, která může být dána právě přítomností dosud opomíjeného proteinu Lhcb8. Ve spolupráci s kolegy z Německa hodlají olomoučtí vědci rovněž popsat 3D strukturu  fotosystému II u obou rostlin.

Lhcb8 patří do skupiny světlosběrných proteinů, kam náleží také Lhcb3 a Lhcb6. Zatímco tyto dva proteiny se při optimálních růstových podmínkách vyskytují u suchozemských rostlin běžně, protein Lhcb8 začnou rostliny vytvářet až v situaci, kdy jsou vystaveny nadměrnému množství světla. Při těchto stresových podmínkách množství proteinů Lhcb3a Lhcb6 naopak klesá. Vědci proto předpokládají, že právě Lhcb8, tato dosud velmi málo prozkoumaná světlosběrná anténa, může mít klíčovou roli při ochraně rostlin před tímto stresovým faktorem. K tomuto závěru přispívají i výsledky loni ukončeného projektu GA ČR zaměřeného na studium fotosystému II u smrku ztepilého.  Olomoučtí  vědci prokázali, že smrk se může pochlubit unikátní organizací svého anténního komplexu. Na rozdíl od ostatních suchozemských rostlin se totiž v jeho fotosystému II protein Lhcb8 vyskytuje trvale, zatímco Lhcb3 a Lhcb6 v něm naopak chybí.

„Pomocí multidisciplinárního výzkumu chceme objasnit, jaký význam má protein Lhcb8 pro organizaci a fungování fotosystému II. Tuto analýzu provedeme ve smrku ztepilém a huseníčku rolním. Budeme se snažit poskytnout přímý důkaz toho, že Lhcb8 je zodpovědný za jedinečnou organizaci fotosystému II u smrku,“ popsal cíle projektu jeho hlavní řešitel Roman Kouřil.

Ke studiu využijí vědci mutanty huseníčku. „Chceme provést transformaci huseníčku tím, že do něj vneseme gen kódující smrkový protein Lhcb8, a budeme sledovat, jakým způsobem to ovlivní strukturu a funkci fotosystému II. Další variantou je to, že se budeme snažit v huseníčku vyvolat syntézu Lhcb8 i za běžných podmínek. V dalších fázích projektu vytvoříme kopii smrkového typu fotosytému II v huseníčku. Na mutantech provedeme fyziologická měření, která nám umožní objasnit funkci Lhcb8 ve fotosystému II,“ popsal úkoly Kouřil.  Ve spolupráci s partnerskou laboratoří v německém Halle hodlají vědci strukturu fototosystému II studovat i pomocí kryogenní elektronové mikroskopie. 

Do multidisciplinárního výzkumu se vedle biofyziků zapojí i kolegové z olomouckého pracoviště Ústavu experimentální botaniky AV ČR. Výzkum podpořila GA ČR celkovou dotací 7,1 milionu korun.

Zpět