海洋是世界上最大的生态系统，它蕴藏着两种光合生物，它们产生地球上大约一半的氧气。蓝藻原绿球藻是海洋中最丰富的光合生物，每年固定约4十亿吨碳，相当于世界农业的全球初级净产量。
光合作用依赖于铁，而海洋中的铁供应有限，原绿球藻在生态学上取得的显着成功是基于其在低营养水域中繁衍生息的能力。
南安普顿大学IvoTews领导的工作使用多种互补的结构生物学技术(包括I24和SACLA的连续晶体学技术)研究了原绿球藻铁结合蛋白FutA。
作为这项工作的一部分，X射线、中子和可见光都被用来帮助理解FutA中的铁结合。中子晶体学用于定位铁结合位点周围的氢原子，从而可以确定氨基酸侧链的电荷和铁的电荷状态。光学光谱测量用于监测X射线照射时从铁锈红色三价铁到无色二价铁的氧化态变化率。
DiamondLightSource的I24光束线团队帮助设计了两个X射线实验，将铁结合蛋白暴露于特定的X射线剂量。实验使用了一种称为串行晶体学的技术，该技术将数千个晶体依次短暂暴露在X射线束下。然后将这些许多单晶测量结果合并起来，形成完整的高质量数据集。
IvoTews说：“我们的工作包括许多不同类型的实验和来源，但其中最突出的是DiamondLightSource的串行同步加速器晶体学，它使我们能够在环境条件下实时跟踪FutA结构的变化。”
I24开发了用于固定目标串行晶体学的硬件，可用于钻石和其他来源，例如日本的X射线自由电子激光(XFEL)SACLA。为了在SACLA进行实验，I24固定目标硬件被运往日本并在XFEL光束线上进行构建。在SACLA进行的实验允许暴露于多个极其短暂的X射线脉冲，而在光束线I24进行的第二组实验使得能够在累积剂量下确定多个结构。
X射线照射前后与铁结合的蛋白质结构的变化揭示了蛋白质执行其双重铁结合功能所需的变化。Diamond和SACLA使用相同的硬件简化了样品制备，并降低了在地球另一端进行的挑战性实验的相关风险。
I24首席光束线科学家RobinOwen表示：“SACLA和Diamond之间的密切合作，利用同步加速器和自由电子激光器系列实验的互补性，是深入了解FutA剂量响应的关键。”
该研究通过使用专门与铁结合的蛋白质来探索细菌如何利用铁，令人惊讶的是，两种不同形式或氧化态的铁可以通过单一蛋白质FutA结合。这反映了两个基本功能，即从环境中吸收三价铁，以及以二价铁形式保护细菌光系统。
由于蓝藻通常具有两种类型的蛋白质来实现这些功能，因此推测蓝藻原绿球藻中存在可以执行这两种任务的单一蛋白质是其生态成功的重要因素。