Redesigning the Photosynthetic Light Reactions

Fotosyntéza je klíčový přírodní proces, který využívá energii slunečního záření pro vývoj kyslíku, který dýcháme, a pro tvorbu biomasy, kterou využíváme jako potraviny, krmivo i zdroj energie. Nicméně, rostliny, řasy a sinice jsou schopny absorbovat pouze část této energie, během procesu dochází k významným energetickým ztrátám a světlo fotosyntetický aparát také neustále poškozuje. Zlepšená schopnost fotosyntetických organismů pohlcovat energii, její efektivnější využití i zvýšená odolnost proti poškozování by mohla významně zlepšit produkci potravin i energie, což jsou klíčové výzvy, před kterými lidstvo stojí. Na rozdíl od dosavadních přístupů chce tento projekt přispět k řešení těchto výzev vytvořením nového modelového organismu na bázi sinice, který by obsahoval kombinaci syntetických komponent a nejúčinnějších částí fotosyntetického aparátu pocházejících z odlišných organismů: fotosyntetických bakterií, sinic a rostlin. Tato kombinace zajistí unikátní schopnost absorpce větší části slunečního záření, zvýšení energetického zisku z něj a lepší odolnost proti světelnému poškození. Projekt využije komplementární odbornost zúčastněných týmů v molekulární, syntetické a strukturní biologii, biochemii a biofyzice jak bakteriální, tak rostlinné fotosyntézy. Projekt by měl vytvořit zcela nový koncept modifikace a optimalizace komplexních biologických procesů jako je fotosyntéza, které jsou díky své složitosti zdánlivě nezměnitelné. Projekt PhotoRedesign by měl položit základy pro zásadní vylepšení produktivity ekonomicky významných fotosyntetických organismů od nejjednodušších sinic až po zemědělské plodiny.