Een team van wetenschappers onder leiding van de Universiteit van Californië, Berkeley, heeft ontdekt hoe bacteriën een koolstoffixerende machine bouwen die essentieel is voor het leven op aarde. Het onderzoeksteam, waartoe ook wetenschappers van de Universiteit van Californië, Davis, het Joint Genome Institute (JGI) van het Amerikaanse ministerie van Energie en de Universiteit van Washington behoorden, gebruikte cryo-elektronenmicroscopie (cryo-EM) om de structuur van de machinerie, bekend als het carboxysoom.

Carboxysomen zijn polyedrische eiwitomhulsels die enzymen inkapselen die koolstofdioxide in organische verbindingen fixeren. Dit proces, bekend als koolstoffixatie, is essentieel voor de productie van voedsel, zuurstof en andere organische moleculen die het leven op aarde ondersteunen.

Het onderzoeksteam ontdekte dat carboxysomen zijn samengesteld uit één enkel eiwit, CcmA genaamd, dat zichzelf assembleert tot een holle bol. Het CcmA-eiwit rekruteert vervolgens andere eiwitten, genaamd Rubisco en koolzuuranhydrase, in het carboxysoom. Rubisco is het enzym dat kooldioxide fixeert, terwijl koolzuuranhydrase helpt kooldioxide om te zetten in bicarbonaat, dat door Rubisco kan worden gebruikt.

De ontdekking van de structuur van het carboxysoom levert nieuwe inzichten op in de manier waarop bacteriën deze essentiële koolstoffixerende machine bouwen. Deze informatie zou kunnen leiden tot de ontwikkeling van nieuwe methoden om de efficiëntie van fotosynthese en koolstoffixatie te verbeteren, wat een grote impact zou kunnen hebben op de voedselproductie en de klimaatverandering.

De bevindingen van het onderzoeksteam werden gepubliceerd in het tijdschrift Nature.