Chování fotosyntetického aparátu je dané nejen vlastnostmi jeho jednotlivých složek, ale i jejich vzájemným prostorovým uspořádáním ve fotosyntetické membráně. Fotosyntetická membrána v chloroplastech vytváří specializované domény obsahující komponenty řetězce přenašečů elektronů. Zdá se, že jen výjimečně jsou zastoupeny všechny proteinové superkomplexy jako v učebnici. Elektronovou mikroskopií lze studovat tyto jevy od úrovně ultrastruktury membrán až po jednotlivé proteinové komplexy.

Molekuly chlorofylu jsou v autotrofních organismech vždy asociovány s karotenoidy. Funkcí fotosyntetických karotenoidů je jak rozšíření spektrálního okna pro sběr energie tak i ochrana organismu před kyslíkovými radikály, které jsou jinak nechráněným chlorofylem účinně generovány. Vlastnosti této ochranné funkce nejsou zřejmé zejména v případě systémů s 'nestandardními' karotenoidy jako mají některé eukaryotní řasy. V práci budou studovány jak přírodní komplexy, tak syntetické modelové systémy.

Světlosběrné komplexy jsou pravděpodobně nejdynamičtější součástí fotosyntetických membrán. Pigmenty pro sběr světelné energie jsou drženy proteinovou kostrou v přesných polohách a ve vysoké hustotě (až 0.5 M). Ačkoliv chybné postavení pigmentů může být pro fotosyntetický organismus smrtící, existuje mnoho variant kombinací druhů chlorofylů i karotenoidů. Klíčovou roli ve funkci výsledného komplexu má pak právě proteinový skelet, který lze zkoumat z bioinformatického nebo biochemického pohledu. Zaměřením práce může být jak teoretická analýza vlastností proteinů a srovnání s experimentem tak i sledování dynamiky fotosyntetické membrány v krátkém (minuty) či dlouhém (dny a týdny) časovém horizontu.