التوسُّط لتنظيم التمثيل الضوئيّ

يشكل الضوء في النباتات والطحالب مصدرًا لطاقة البناء الضوئي، ومؤشرًا حيويًّا يستثير الاستجابات الخلوية، من خلال مستقبِلات ضوئية حسية معينة. تدرك الأصباغ النباتية المحتوية على البيلين الضوءَ الأحمر، وتدرك الأصباغ المخفية المحتوية على الفلافين و/أو الفوتوتروبين (PHOTs) الضوءَ الأزرق، وتحتوي الأخيرتان على نطاقي ضوء-أكسجين-جهد كهربي (LOV) حسّاسَين للضوء. ويمتد إدراك الضوء عبر عدة درجات من شدة الضوء، تتراوح بين ما هو أقل بكثير من الحد الأدنى للبناء الضوئي، حتى قِيَم أعلى من قدرة استيعاب ثاني أكسيد الكربون في البناء الضوئي. وقد يتسبب فرط الضوء في التلف التأكسدي وموت الخلايا، وهي عمليات يمنعها التبدد الحراري المُحَسَّن، من خلال الإخماد عالي الطاقة (qE)، وهي استجابة أساسية وقائية من الضوء. ويكشف الباحثون عن وجود رابط جزيئي بين استقبال الضوء، والبناء الضوئي والوقاية الضوئية في الطحلب الأخضر Chlamydomonas reinhardtii، ويكشفون أن الفوتوتروبينات تتحكم في qE بتحفيز التعبير عن البروتين المستجيب في qE المسمى LHCSR3 (البروتين المعقّد حاصد الضوء المرتبط بالإجهاد) تحت تأثير الدرجات العالية من شدة الضوء. يتطلب هذا التحكم إدراك الضوء الأزرق بواسطة نطاقات LOV على PHOT، وتحفيز LHCSR3 من خلال كينيز PHOT، وتبديد الضوء في النظام الضوئي الثاني من خلال LHCSR3. تُظْهِر الطافرات المفتقِدة إلى جين PHOT لياقة منخفضة جدًّا تحت ظروف الضوء الشديدة، ما يشير إلى أن الإحساس بالضوء واستخدامه وتبديده هو عمليّة مُنَسَّقة، تلعب دورًا حيويًّا في أقلمة الطحالب الدقيقة على البيئات المتباينة في شدة الضوء.