科学家发展出比植物吸收二氧化碳更快好几十倍的 「 新光合作用 」!

科学家发展出比植物吸收二氧化碳更快好几十倍的 「 新光合作用 」!

传统观念上,要解决目前二氧化碳浓度极高的危险状况,首先必须找出确保我们减少排放二氧化碳到大气中的方法。

植物是减少人类排放的碳的帮手,它们能借由光合作用将碳转化为自己的能量,吸收百分之二十五的人类碳排放量。唯一的问题是,自然系统处理的速度太慢了,非常没有效率。但,如果我们能加速它呢?

这就是德国研究人员的新研究背后的想法。他们发展出一个合成系统,可以将二氧化碳合成为有机化合物,也就是固碳作用(carbon fixation),比起自然系统,这个方法的效能戏剧化地快速、并高效利用能源。

科学家发展出比植物吸收二氧化碳更快好几十倍的 「 新光合作用 」!

 

 

科学家发展出比植物吸收二氧化碳更快好几十倍的 「 新光合作用 」!

首席研究员 Tobias Erb 解释:「 这种酶常有闪失,每五次尝试, 1,5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶 (  RuBisCO  )就会搞混二氧化碳和氧一次。」而这将进一步拖慢二氧化碳的吸收。

首席研究员 Tobias Erb 进一步说道:「 有些酶可以在人体以及肠道菌群中发现,其他则来自植物以及生活在海洋、植物表面的微生物。」

从这庞大的目录中,研究人员最后从九种不同的生物识别出十七种不同的酶,并且将他们编进一个改造自卡尔文循环的,一个有十一个步骤的新系统。这个系统有优越的成果。这些属于内缘性大麻素系统( ECRs  )的酶,可以为新的有机性碳捕捉系统铺路。这些酶能提供比窗台上的灌木更大的效率潜能。

首席研究员 Tobias Erb 在一个新闻稿中表示:「 内缘性大麻素系统( ECRs  )催化有固碳能力的酶,使得它们的效率达到自然界中最常见的固碳酶, 在光合作用中担任重要吸附角色的,1,5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶 (  RuBisCO  ) 的近二十倍。」

科学家发展出比植物吸收二氧化碳更快好几十倍的 「 新光合作用 」!

 

这个研究目前只有在试管中实验过,说这个新系统可以在真实世界中以多快的速度捕捉大气中的碳,还言之过早。首席研究员 Tobias Erb 估计,这个新系统有比植物快两到三倍的效能潜力。但是,必须承认在更进一步的研究实行前,这一切只是估计。

首席研究员 Tobias Erb 在接受  ResearchGate 的 Maarten Rikken 的采访时说:「 到目前为止,我们人造的固碳循环已是一个经过原理验证( proof-of-principle )的,具可行性的原理。将这个 ” 新的代谢心脏 “ 移植到活的生物,例如藻类或植物中,是另一个巨大的挑战。」  但是如果科学家可以找出将这个固碳合成循环融合进活的植物或其他固碳生物中的方法,或许未来这将是把吸热分子从大气中移除的利器,并且没有副作用。

 

并没有参与这个研究,来自 伊利诺大学香槟校区 ( University of Illinois at Urbana-Champaign  )的植物生物学家 Lisa Ainsworth,向 The Christian Science Monitor 的 Eva Botkin-Kowacki 说:「 这是一个系统生物学上令人兴奋的成果,示范了新的固碳途径理论确实能被实现。  虽然这个新途径或其他新途径是否能融合进植物是一个开放问题( open question  ),但这个研究无疑增加了更多可能性。」

你可以从下面这个影片了解更多关于这个研究的资讯:

 

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