科学家们发现了一些藻类如何利用太阳能的关键因素

这些是三棱土硅藻。图片:Ananya Agarwal/Rutgers生物物理分子生态学实验室高分辨率

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科学家已经发现硅藻是如何利用太阳能进行光合作用的。硅藻是一种藻类,产生地球上20%的氧气。

罗格斯大学领导的这一发现发表在《美国国家科学院院刊》(Proceedings of The National Academy of Sciences)上,它可能有助于开发更高效、更廉价的基于藻类的生物燃料,并对抗化石燃料燃烧带来的气候变化。

海洋和其他水道富含藻类——这些能源工厂将阳光和二氧化碳转化为化学能,并帮助从大气中去除碳。硅藻是最成功的藻类物种之一。它们的化石油是地球上最优质石油的来源。

罗格斯领导的研究小组使用3D生物成像工具首次揭示了被称为光系统II的蛋白质的结构,硅藻利用光系统II吸收阳光并为光合作用提供动力。他们发现每个细胞包含两组这样的蛋白质,尽管只有一组是活性的。该活性组的结构与色素蛋白有关,如吸收光的绿色叶绿素,在天线中收集光进行光合作用。不活跃的群体缺乏触角,不参与光合作用。

罗格斯领导的研究小组正试图了解藻类光合作用能力的极限,并利用这种能力生产生物燃料。根据美国能源部的说法,藻类以天然油脂的形式储存能量,在适当的条件下,可以制造出大量的石油,这些石油可以被转化为汽车、卡车、火车和飞机的生物燃料。

“下一步是试图了解控制蛋白质之间动态的机制,并支持强大的生化能量生产,”高级作者、文理学院细胞生物学和神经科学系助理教授魏代(音译)说。

“这将为进一步研究从藻类中开发更具成本效益的生物燃料和取代石油奠定基础,”论文作者之一、环境与生物科学学院环境生物物理和分子生态实验室的杰出教授保罗·g·法尔科夫斯基(Paul G. Falkowski)说。

罗格斯大学、美国德克萨斯州贝勒医学院和中国中南大学湘雅医院的科学家对这项研究做出了贡献。

新闻旨在传播有益信息,英文原版地址:https://news.rutgers.edu/scientists-discover-key-factors-how-some-algae-harness-solar-energy/20190809