Ученые использовали самовосстанавливающиеся молекулы ДНК для искусственного фотосинтеза

Интересный новый подход к созданию системы искусственного фотосинтеза – с использованием самоорганизующихся молекул ДНК вместе с молекулами обычного красителя – был недавно предложен исследователями Технологического университета Чалмерса. По их мнению, новая система позволит более эффективно собирать солнечный свет для искусственного фотосинтеза.

В большинстве фотосинтетических растений и водорослей работа по выстраиванию молекул хлорофилла, для увеличения светоотдачи, осуществляется белковыми соединениями. Как можно догадаться, эта система довольно сложная, динамичная и, что самое главное, «живучая» – искусственно построенная система была бы в лучшем случае неэффективна, а в худшем – просто неосуществима.

«Если связи в искусственной системе прерываются, она «умирает», – говорит один из исследователей, Йонас Ханнестад. Однако, использование для построения свето-собирающих молекул вместо обычных материалов молекул ДНК приводит к возникновению динамических систем, которые могут самостоятельно восстанавливаться, другими словами, «ремонтировать» самих себя.

«Основной смысл использования самовосстанавливающихся систем, в отличие от синтетических органических веществ, заключается в том, что если любая из свето-собирающихся молекул будет разорвана, то в следующую секунду она будет заменена на другую», – считают исследователи.

Таким образом, ученым удалось создать искусственный свето-собирающий комплекс, своеобразную «солнечную антенну», которая способна увеличить захват солнечного света для последующих этапов фотосинтеза. Как известно, в фотосинтетических растениях и водорослях солнечный свет перенаправляется в реакционный центр, в котором энергия фотонов используется для синтеза сахаров и других молекул. «На сегодняшнем этапе исследования мы уже можем переместить энергию в реакционный центр искусственной фотосистемы, но мы пока не знаем, какие реакции должны происходить там», – говорят ученые. На самом деле, это самая трудная часть процесса искусственного фотосинтеза, и им предстоит решить, каким образом ее можно осуществить.