פוטוסינתזה היא תהליך שבו צמחים ומיקרואורגניזמים מסוימים קולטים אנרגיית שמש, מים ופחמן דו-חמצני וכך בין השאר מייצרים אנרגיה כימית שמיועדת לייצור אבני הבניין של תאיהם והתנעת תהליכים רבים בהם. בבסיס התהליך מצוי הכלורופיל – צבען שנותן לעלי הצמח את צבעם הירוק ומאפשר להם לקלוט היטב את אור השמש. מערכי המולקולות של הכלורופיל חייבים להיות מאורגנים בדיוק מרבי כדי שהוא יוכל למלא את תפקידו. לשם כך קיימים חלבונים קושרי כלורופיל שתפקידם למקם כל מולקולת כלורופיל בסביבה חלבונית קבועה בעלים. סביבה זו מאפשרת לכוונן את התכונות של מולקולות הכלורופיל, כגון בליעת אור. הבנת המבנה והפעולה של חלבונים קושרי כלורופיל טבעיים תאפשר לנו לבנות מערכות שיתבססו עליהם, להמרת אנרגיית שמש (אנרגיה סולארית) לאנרגיה כימית. באמצעות מערכות שכאלו נוכל למשל לייצר חומרי דלק ישירות מאור השמש, כלומר: אקולוגיים. מטרת מחקר זה הייתה לבנות חלבונים קושרי כלורופיל שיהיו אבני בניין למערכות שכאלו (קשה להשתמש לשם כך בקושרי הכלורופיל הטבעיים, שקיימים בצמחים, כי הם גדולים ומורכבים ולא מתאימים לשימוש טכנולוגי). זהו אתגר קשה במיוחד: כדי לקבל את המבנה הרצוי של החלבונים עלינו לחבר את חומצות האמינו שמרכיבות אותם בסדר מסוים (רצף), ובמקביל לדאוג שמבנה זה יכיל אתרי קישור שימקמו מולקולות כלורופיל בגיאומטריה הרצויה בסביבה החלבונית הקבועה שלהן. בנוסף עלינו לוודא שסביבה זו תכוון נכון את תכונות קליטת השמש שלהן. כדי לתכנן ולעצב חלבונים קושרי כלורופיל, התבססנו בעיקר על חלבונים ידועים שכאלו; חתכנו מהם חלקים וחיברנו מחדש כדי ליצור חלבונים קטנים ופשוטים יחסית, המתאימים בתכונותיהם (כגון מסיסות במים) לסביבה חדשה, מימית. במקור, בצמחים, הם ממוקמים בממברנת התא, שהיא סביבה שומנית. באמצעות שיטות חישוביות מצאנו את רצפי חומצות האמינו שמגדירים את מבני החלבונים החדשים ותרגמנו אותם לקוד גנטי. את הקוד הזה החדרנו לחיידקי מעבדה וכך הם ייצרו חלבונים קושרי כלורופיל חדשים (טכניקה שניתן יהיה להשתמש בה לייצור מסיבי של חלבונים אלו). לאחר מכן בודדנו את החלבונים מהחיידקים והוספנו להם מולקולות כלורופיל שמוצו מעלי צמחים או מחיידקים שמבצעים פוטוסינתזה. בשיטות מולקולריות ראינו שהחלבונים שיצרנו אכן מיקמו כל מולקולת כלורופיל בסביבה חלבונית קבועה, כפי שקורה בתהליך קליטת אור השמש בצמחים. כך, אנו מקווים שבעתיד נוכל לסייע בפיתוח מערכות אקולוגיות שיתבססו על החלבונים הללו, להמרת אנרגיית שמש לאנרגיה כימית.