Ansvarig för växternas gröna färg, de väsentliga mekanismerna för framväxten av fotosyntes har just undersökts på nivå med växtceller. Forskare från universiteten i Neuchâtel (UniNE), Genève (UNIGE) och Grenoble (F), liksom från ETH Zürich, avslöja sina upptäckter i tidskriften eLife. Kombinera biokemi, elektronmikroskopi, och 3D-rekonstruktion av datorer, fenomenet kan nu visualiseras i rörliga bilder över tiden.

Allt börjar med organeller som är välkända för biologer:kloroplaster. Kapslad i växtceller, de innehåller klorofyll, pigmentet som fångar ljusets energi för att säkerställa fotosyntesen. Denna vackra kemiska reaktion använder solljus för att omvandla koldioxid från luften till energi och mat som kan användas av människor.

Men hur fotosyntesen framträder är fortfarande ett mysterium. Det beskrivs nu till stor del, tack vare arbete som utförts vid universitetet i Neuchâtel av Rosa Pipitone under ledning av Emilie Demarsy, en SNF Marie Heim-Vögtlin-forskare vid UniNE i början av projektet och nu föreläsare i Genève, och Felix Kessler, professor i växtfysiologi vid UniNE.

Studien fokuserade på födelse och multiplikation av kloroplaster i cellerna i Arabidopsis thaliana, labråttan av växtforskare. "Vi visade att fenomenet sker i två faser, "förklarar Felix Kessler. Först är det en strukturbyggande fas, och sedan en fas av kloroplastmultiplikation. "

Framför allt, det är fenomenets hastighet som var förvånande:det tar mindre än 24 timmar för en prekursororganell, etioplasten, att förvandlas till en perfekt funktionell kloroplast. "Vi har upprättat en komplett färdplan för utveckling av kloroplaster, en process som är avgörande för växts tillväxt och överlevnad, säger Felix Kessler.

Genom att integrera en mängd olika tekniker, den här studien, hyllas av flera externa experter, har lett till en modell för utveckling av en organell. Detta är den mest omfattande studien om uppkomsten av fotosyntes hittills, och öppnar nya forskningsvägar för att optimera denna process i anläggningar av agronomiskt intresse. Detta resultat bådar också bra för mer riktade metoder för ogräsbekämpning, baserat på herbicider som skulle förhindra grönning och därmed överlevnad av oönskade ogräs, med liten effekt på den omgivande faunan.