Robust light harvesting by a noisy antenna
Notice bibliographique
Résumé
Photosynthetic light harvesting can be very efficient in solar energy conversion while taking place in a highly disordered and noisy physiological environment. This efficiency is achieved by the ultrafast speed of the primary photosynthetic processes, which is enabled by a delicate interplay of quantum effects, thermodynamics and environmental noise. The primary processes take place in light-harvesting antennas built from pigments bound to a fluctuating protein scaffold. Here, we employ ultrafast single-molecule spectroscopy to follow fluctuations of the femtosecond energy transfer times in individual LH2 antenna complexes of purple bacteria. By combining single molecule results with ensemble spectroscopy through a unified theoretical description of both, we show how the protein fluctuations alter the excitation energy transfer dynamics. We find that from the thirteen orders of magnitude of possible timescales from picoseconds to minutes, the relevant fluctuations occur predominantly on a biological timescale of seconds, i.e. in the domain of slow protein motion. The measured spectra and dynamics can be explained by the protein modulating pigment excitation energies only. Moreover, we find that the small spread of pigment mean energies allows for excitation delocalization between the coupled pigments to survive. These unique features provide fast energy transport even in the presence of disorder. We conclude that this is the mechanism that enables LH2 to operate as a robust light-harvester, in spite of its intrinsically noisy biological environment.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».