人工叶绿体将有限公司₂成multicarbon分子,只有光

德国和法国的研究人员已经创造了人工叶绿体,使用光来驱动二氧化碳固定通过自然界中尚未发现的一种途径。这种方法可以用来从环境中捕捉二氧化碳并将其转化为有用的分子如燃料和药物。

工程材料和酶利用阳光来模拟个体光合过程——例如水分解和二氧化碳固定——并不是什么新鲜事。然而,重建的复杂性和效率植物细胞的叶绿体,它既能收获光能量,然后用它来进行多步合成,提出了一个更大的挑战。

在2016年,托拜厄斯Erb马克斯普朗克研究所的实验室陆地生物在马尔堡,德国,研制出一种人造碳固定途径。被称为Cetch (crotonylCoA / ethylmalonyl-CoA / hydroxybutyryl-CoA),循环使用一连串的自然和工程酶将二氧化碳转化为有机分子,甚至是更有效的比碳固定周期的植物。¹现在,在一起约翰•Baret法国波尔多大学的小组,Erb的团队利用微流体夫妇Cetch周期叶绿体的聚光能源,生产cell-sized液滴作为合成叶绿体。²

我们的工作显示了第一次,你可以意识到选择,自动光合系统在微观层次上从单个部件和模块,允许我们构建“另类”生物解决方案,自然没有探索,“Erb说。据我们所知,这是第一个示范连续多步二氧化碳转化为碳化合物。

虽然Cetch酶进行有限公司₂减少化学反应的能量来源是借用了菠菜植物。研究人员隔离类囊体膜,将光转换成能源丰富的化合物的结构,包括三磷酸腺苷——从菠菜叶绿体。团队然后使用微流体来封装这些膜一起在油包水microdroplets Cetch酶。每个cell-sized下降能够执行所有必要的反应转换成有限公司₂羧甲,动力通过光

的封装使我们产生成百上千cell-sized隔间可以互相独立运作,”解释了Erb。这开辟了道路标准化大规模生产的催化地活跃micro-reaction隔间——或“人造细胞”——未来不同的生物技术的应用程序。

尽管Cetch曾被证明是更有效的比自然光合作用,它低于当集成到人工叶绿体。Erb说进一步优化应该改善。

叶绿体膜的封装在微小液滴驱动二氧化碳将是一个真正的戏剧性的发展,”评论Hagan Bayley合成生物学研究牛津大学,英国。”然而,扩大以成本有效的方式,例如高价值的合成制药、可能需要整个体外系统移植到主力细胞,一个明显的挑战被作者”。