Verantwoordelijk voor de groene kleur van planten, de essentiële mechanismen voor het ontstaan ​​van fotosynthese zijn zojuist onderzocht op het niveau van plantencellen. Wetenschappers van de universiteiten van Neuchâtel (UniNE), Genève (UNIGE) en Grenoble (F), evenals van ETH Zürich, onthullen hun ontdekkingen in het tijdschrift eLife. Biochemie combineren, elektronenmicroscopie, en 3D computerreconstructie, het fenomeen kan nu in de loop van de tijd in bewegende beelden worden gevisualiseerd.

Het begint allemaal met organellen die biologen goed kennen:chloroplasten. Genesteld in plantencellen, ze bevatten chlorofyl, het pigment dat de energie van licht opvangt om de fotosynthese te verzekeren. Deze prachtige chemische reactie gebruikt zonlicht om koolstofdioxide uit de lucht om te zetten in energie en voedsel dat door mensen kan worden gebruikt.

Maar hoe fotosynthese ontstaat, is nog steeds een mysterie. Het is nu grotendeels beschreven, dankzij werk uitgevoerd aan de Universiteit van Neuchâtel door Rosa Pipitone onder co-directie van Emilie Demarsy, een SNF Marie Heim-Vögtlin-wetenschapper bij UniNE aan het begin van het project en nu docent in Genève, en Felix Kessler, hoogleraar plantenfysiologie aan UniNE.

De studie richtte zich op de geboorte en vermenigvuldiging van chloroplasten in de cellen van Arabidopsis thaliana, de laboratoriumrat van plantenwetenschappers. "We hebben laten zien dat het fenomeen zich in twee fasen voordoet, " legt Felix Kessler uit. Eerst is er een fase van structuuropbouw, en dan een fase van chloroplastvermenigvuldiging. "

Bovenal, het was de snelheid van het fenomeen dat verrassend was:het duurt minder dan 24 uur voor een voorloper-organel, de etioplast, om te transformeren in een perfect functionele chloroplast. "We hebben een complete routekaart opgesteld voor de ontwikkeling van chloroplasten, een proces dat cruciaal is voor de groei en overleving van planten, ' zegt Felix Kessler.

Door een diverse reeks technieken te integreren, deze studie, geprezen door verschillende externe experts, heeft geleid tot een model voor de ontwikkeling van een organel. Dit is de meest uitgebreide studie over de opkomst van fotosynthese tot nu toe, en opent nieuwe wegen voor onderzoek om dit proces te optimaliseren in planten van agronomisch belang. Dit resultaat belooft ook veel goeds voor meer gerichte methoden van onkruidbestrijding, op basis van herbiciden die vergroening en dus het voortbestaan ​​van ongewenst onkruid zouden voorkomen, met weinig effect op de omringende fauna.