Dit onderzoek onthult dat Asgard archaea rhodopsinen op unieke wijze diverse xanthofyl antennes zoals luteïne en fucoxanthine gebruiken om licht op te vangen, wat mogelijk de energieproductie in deze micro-organismen verbetert en inzicht biedt in vroege levensvormen.
Wetenschappers hebben ontdekt dat HeimdallRs, een type rhodopsine dat wordt gevonden in 'Ca. Kariarchaeum', zich kan binden aan verschillende xanthofyllen, waaronder luteïne en fucoxanthine. Dit in tegenstelling tot andere archeale protonpompen, die ofwel geen carotenoïden kunnen binden, ofwel beperkte bindingscapaciteiten hebben. Dit unieke vermogen suggereert dat deze archaea deze licht-oogstende moleculen mogelijk uit hun omgeving halen.
Onderzoekers selecteerden drie HeimdallR-eiwitten (HeimdallR1, HeimdallR2 en HeimdallR3) op basis van hun sequentieverschillen. Ze kozen ook ACB-G35 als vertegenwoordiger van Archaea clade B rhodopsinen. Deze eiwitten werden bestudeerd om te begrijpen hoe ze interageren met verschillende lichtgevoelige moleculen.
De studie omvatte een gedetailleerde analyse van de genomen van 'Ca. K. pelagium'-stammen om hun genetische samenstelling te begrijpen. Fylogenetische reconstructie, een methode om evolutionaire relaties te traceren, werd gebruikt om HeimdallR3 binnen de 'Ca. Kariarchaeaceae'-familie te plaatsen. Dit hielp om de evolutionaire context van deze lichtgevoelige eiwitten te begrijpen.
Experimenten toonden aan dat HeimdallRs een canonieke fenestratie bezitten, een structureel kenmerk dat vergelijkbaar is met carotenoïde-bindende proteorhodopsinen. Hierdoor kunnen ze xanthofyl antennes gebruiken. In tegenstelling tot andere archeale rhodopsinen, kunnen HeimdallRs een verscheidenheid aan xanthofyllen gebruiken, wat mogelijk hun vermogen weerspiegelt om deze moleculen uit hun omgeving te rekruteren.
De ontdekking dat HeimdallRs verschillende xanthofyllen kunnen gebruiken, biedt inzicht in de licht-oogststrategieën van deze archaea. Begrijpen hoe deze tripartite complexen samenkomen, kan waardevolle kennis opleveren over microbiële energieproductie. Dit onderzoek benadrukt het aanpassingsvermogen van archaea bij het benutten van beschikbare bronnen in hun omgeving.