深度观察网2025年09月14日 11:02消息，我国科学家首次揭示颗石藻高效捕光机制，为设计新型光合作用蛋白提供新思路。
9月13日消息，颗石藻（Coccolithophores）是海洋中重要的浮游植物之一，能够适应不同深度海水中的多变光照条件，通过高效的光合作用实现快速繁殖。然而，关于颗石藻光系统复合物如何高效捕获和利用光能的微观机制尚不明确，其进化过程也尚未有相关研究报道。
《Science》杂志于9月12日以封面文章的形式发表了一项关于海洋浮游植物如何高效利用光能的研究成果，来自中国科学院植物研究所的科研人员首次揭示了高碳汇微藻——颗石藻高效捕获光能的机制。这项研究不仅为理解海洋生态系统中的能量转换提供了新的视角，也为未来应对气候变化和提升碳汇能力带来了重要启示。科学探索的不断深入，正在为我们打开更多解决全球环境问题的可能性。
中国科学院植物研究所王文达研究员与田利金研究员带领的团队，首次成功纯化并解析了赫氏艾米里颗石藻（Emilianiahuxleyi）中光系统I-岩藻黄素叶绿素a/c结合蛋白（PSI-FCPI）超级复合物的三维结构。这一结构的光能转化效率高达95%以上，与高等植物相当，显示出其在能量传递方面具有极高的效率。 这一研究成果不仅揭示了海洋微藻在光合作用中的高效机制，也为理解光合系统的多样性提供了重要依据。从科研角度来看，此类发现有助于推动合成生物学和生物能源领域的进一步发展，尤其是在提升作物光合效率或开发新型生物燃料方面具有潜在应用价值。同时，这也反映出我国在光合作用基础研究领域持续保持较强的国际竞争力。
这一研究首次在原子层面揭示了颗石藻通过扩展和优化其光系统结构来适应海洋光环境的独特策略，是光合生物适应进化研究中的一个重大发现。这项成果不仅深化了我们对海洋微藻如何应对不同光照条件的理解，也为探索光合作用机制提供了新的视角。从科学角度来看，这种适应性机制的发现，有助于未来在气候变化背景下更好地预测海洋生态系统的演变趋势。
据科技日报报道，论文共同通讯作者王文达表示，未来可能设计出新型的光合作用蛋白，并培育出能够吸收更多二氧化碳的生物种类，这在推动合成生物学发展和应对气候变化方面具有重要价值。
附论文链接：
https://doi.org/10.1126/science.adv2132
