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编译者:刘晶晶发布时间:2014-7-5点击量:6 来源栏目:先进工业生物科技动态

由英、美两国联合资助的3个项目由于在第一轮资助期间获得了突破性进展,于2014年6月获得超过500万英镑的第二轮经费资助,为期3年,以继续研究提高光合作用效率的方法。第二轮经费来源于英国生物技术与生物科学研究委员会(BBSRC)以及美国国家科学基金会(NSF)。这项具有潜在高影响力的研究项目的主旨是找到一些方法来增加粮食产量,可持续地生产生物燃料。

光合作用是一种相对低效的生物过程,但某些植物、藻类和细菌在进化过程中,其细胞光合作用建立了减少能量损失、提高二氧化碳运送效率的新机制。一直以来,科学家们都在寻求提高光合作用效率的方法。2010年举行的“创意实验室”研讨会上,专门讨论构思了创新的、潜在的变革性项目以解决长期制约光合作用研究的瓶颈问题。

获资助的3个项目具体情况如下:

(1)连接-运行的光合作用(由美国亚利桑那州立大学的Anne·Jones负责)

该项目的总体目标是捕获来自光捕获光合细胞中未使用的能量,并传递给下一个细胞用于燃料生产。进行这种能量传递的一种方式是利用存在于一些细菌中的微小的导电的纳米线,其原理尚未知晓。这些纳米线可用于生物工程,从而在光捕获细胞和燃料生产细胞之间形成电桥,由此纳米线可以将能量从前者转移到后者。该研究小组还致力于开发另一种方法,通过开发新的化学途径,将来自细菌的光捕获细胞的能量转移到设计的生物燃料生产细胞中。

(2)多层次的二氧化碳生产途径(MAGIC)(由美国宾夕法尼亚州立大学John·Golbeck负责)

该项目旨在设计一种光驱动的二氧化碳泵,以增加可用于光合作用途径中酶反应过程的二氧化碳的量,从而提高效率。该研究小组正在准备把此泵整合入植物细胞,以确定增加植物细胞中可用的二氧化碳是否可以加快植物生长。

(3)结合藻类的光合作用(CAPP),由斯坦福大学Martin·Jonikas负责

衣藻是一种单细胞藻类,具有球状结构的蛋白核,可发生碳同化作用,提高藻类光合效率。CAPP的目的是首次将藻类蛋白核及其相关组件移植到高等植物中,以改善这些植物的光合效率。研究小组已取得了一定进展,尤其在开发基于蛋白质的传感器以用于比较藻类几个细胞区室的重碳酸盐(二氧化碳的一种形式)水平的方面。该传感器被用于帮助解释藻类的碳浓缩机制以及评估蛋白核被移植到高等植物后的有效性。

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