Для большинства растений фотосинтез является важным источником энергии. Однако, когда световая энергия, необходимая для фотосинтеза, поглощается в избытке, образуются вредные активные формы кислорода (АФК). В большинстве случаев растения используют ферменты для борьбы с этими активными формами кислорода. Если растения подвергаются стрессам окружающей среды, таким как недостаток воды или избыток минералов, их способность к фотосинтезу снижается, механизм удаления АФК не успевает за АФК, произведенными излишней световой энергией, и растения увядают и умирают.
Исследователи уже знали, что АФК производятся в хлоропластах в растительных клетках, но точное местоположение и механизм этого не были ясны.
Исследовательская группа профессора Мияке извлекла хлоропласты и тилакоидные мембраны из листьев и подвергла их воздействию избыточного света с помощью повторяющегося короткоимпульсного освещения.
В результате такой обработки частица, известная как «P700», которая поглощает световую энергию в фотосистеме I¹ перестали функционировать, и образовались три типа активных форм кислорода: супероксидные радикалы (O2 -), гидроксильные радикалы (OH?) и синглетный кислород (1O2). Они также подтвердили, что ограничивая поток электронов в фотосистему I, производство активных форм кислорода подавлялось.
Из-за таких факторов, как глобальное потепление, естественная среда Земли становится все более неблагоприятной для жизни растений. «Раскрытие механизма производства АФК и части его регулирующего механизма открывает в будущем возможности для обеспечения стабильного продовольственного снабжения, несмотря на глобальное потепление», — сказал профессор Мияке. «Следующим шагом будет раскрытие механизма регуляции АФК на молекулярном уровне."