从小开始回答有关光合作用的重大问题姜均成

2022-07-13

从小开始回答有关光合作用的重大问题

新的科学技术揭示了蛋白质在光合作用中所起的复杂作用。

尽管在近300年前就被发现，但光合作用仍然对科学提出许多尚未解决的问题，尤其是蛋白质如何组织自身以将阳光转化为化学能，同时保护植物免受过多阳光照射的方式。

现在，利兹大学和日本神户大学的研究人员之间的合作正在开发一种研究光合作用的新方法

他们利用模仿天然植物膜的混合膜和先进的显微镜，对光合作用进行了纳米尺度的研究，即对生命的研究不到十亿分之一米，以揭示单个蛋白质分子的行为。

利兹大学物理与天文学学院副教授Peter Adams博士对研究进行了监督。他说：“几十年来，科学家们一直在从整个植物的生物学角度发展对光合作用的理解。在分子水平和蛋白质相互作用方式上解决问题。

“对光合作用的深入了解将使人类受益。它将帮助科学家们找到保护和提高农作物产量的新方法，并激发技术人员开发新的太阳能材料和组件。”

研究结果发表在学术期刊Small上。

光合作用发生在光子或光能包引起光收集蛋白内的色素激发时。这些蛋白质自身排列的方式决定了能量如何转移到其他分子上。

它是一个复杂的系统，遍及植物中许多不同的色素，蛋白质和光收集膜层。一起，它调节能量的吸收，转移以及将该能量转化为其他有用形式的转化。

为了理解这一复杂过程，科学家一直在使用一种称为原子力显微镜的技术，该技术能够显示几纳米大小的膜成分。

困难在于天然植物膜非常易碎，并可能被原子力显微镜损坏。

但是去年，神户大学的研究人员宣布，他们已经开发出一种由天然植物材料和合成脂质组成的混合膜，可以代替天然植物膜，而且至关重要的是，将其置于原子中时更加稳定力显微镜。

利兹大学的研究小组使用了混合膜，并对其进行了原子力显微镜检查和另一种先进的可视化技术，称为荧光寿命成像显微镜或FLIM。

也是利兹大学物理学院的博士研究员索菲·梅雷迪思是该论文的主要作者。她说：“ ??FLIM和原子力显微镜的结合使我们能够观察光合作用的要素。它使我们对发生的动态行为和相互作用有了深刻的了解。

“重要的是我们可以控制杂化膜中的某些参数，因此我们可以隔离和控制因素，这有助于进行实验研究。

“实质上，我们现在拥有一个'测试台'和一套先进的成像工具，这些工具将揭示光合作用的亚分子工作。”

该研究得到了皇家学会，生物技术和生物科学研究委员会，工程和物理科学研究委员会，医学研究理事会以及日本科学促进会的支持。

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