Otras Ciencias

La fotosíntesis vista bajo una nueva luz por pulsos rápidos de rayos X.

La capacidad de transformar la luz solar en energía es una de las hazañas más notables de la naturaleza. Los científicos entienden el proceso básico de la fotosíntesis, pero muchos detalles cruciales siguen siendo esquivos, ocurren en dimensiones y escalas temporales fugaces que durante mucho tiempo se consideraron demasiado minúsculas para sondear.

En un nuevo estudio, dirigido por Petra Fromme y Nadia Zatsepin en el Biodesign Center for Applied Structural Discovery, la Facultad de Ciencias Moleculares y el Departamento de Física de ASU, los investigadores investigaron la estructura del fotosistema I (PSI) con pulsos de rayos X ultracortos en el European X-ray Free Electron Laser (EuXFEL), ubicado en Hamburgo, Alemania.

PSI es un gran sistema biomolecular que actúa como un gran convertidor de energía solar que transforma la energía solar en energía química. La fotosíntesis proporciona energía para toda la vida compleja en la Tierra y suministra el oxígeno que respiramos. Los avances para desentrañar los secretos de la fotosíntesis prometen mejorar la agricultura y ayudar en el desarrollo de sistemas de almacenamiento de energía solar de próxima generación que combinen la eficiencia de la naturaleza con la estabilidad de los sistemas de ingeniería humana.

«Este trabajo es tan importante, ya que muestra la primera prueba de concepto de la cristalografía en serie de megahercios con una de las proteínas de membrana más grandes y complejas en la fotosíntesis: el fotosistema I», dice Fromme. «El trabajo allana el camino hacia estudios resueltos en el tiempo en el EuXFEL para determinar películas moleculares de la trayectoria de los electrones en la fotosíntesis o visualizar cómo los fármacos contra el cáncer atacan las proteínas que funcionan mal».

El EuXFEL, que recientemente comenzó a funcionar, es el primero en emplear un acelerador lineal superconductor que produce nuevas y emocionantes capacidades que incluyen tasas de repetición de megahercios muy rápidas de sus pulsos de rayos X, más de 9000 veces más rápido que cualquier otro XFEL, con pulsos separados por menos de 1 millonésima de segundo. 

Con estas explosiones increíblemente breves de luz de rayos X, los investigadores podrán grabar películas moleculares de procesos biológicos fundamentales mucho más rápidamente y probablemente impactarán en diversos campos, incluyendo medicina y farmacología, química, física, ciencia de materiales, investigación energética, estudios ambientales, electrónica, nanotecnología y fotónica. Petra Fromme y Nadia Zatsepin son coautoras corresponsales del artículo, publicado en la edición actual de la revista Nature Communications.

Compártelo en tus redes sociales
Share on Facebook
Facebook
Tweet about this on Twitter
Twitter
Share on LinkedIn
Linkedin

Deja un comentario

Este sitio usa Akismet para reducir el spam. Aprende cómo se procesan los datos de tus comentarios.