顆石藻是海洋中的主要浮游植物之一，其細胞壁是由碳酸鈣晶體組成的顆石片。顆石藻在白堊紀達到鼎盛，不僅是海洋初級生產力的主要貢獻者，還依靠其碳酸鈣外殼在地層中留下了顯著的“白堊”痕跡，因此在海洋碳沉積和全球碳循環中扮演重要角色。顆石藻能夠適應海水不同深度的多變光環境，高效的光合自養生長可助其快速繁殖。但顆石藻光系統復合物如何能高效捕獲和利用光能的微觀機理并不清楚。
△顆石藻光系統I-捕光天線超大復合物結構及其能量轉化效率
為此，中國科學院植物研究所王文達研究員和田利金研究員帶領團隊首次純化并解析了來自赫氏艾米里顆石藻（Emiliania huxleyi）的光系統I-巖藻黃素葉綠素a/c結合蛋白（PSI-FCPI）超級復合物三維結構，這一研究首次在原子層面揭示了顆石藻通過擴展和優化其光系統結構來適應海洋光環境的獨特策略，是光合生物適應進化研究中的一個重大發現。該成果北京時間9月12日在國際學術期刊《科學》以封面論文形式發表。
顆石藻光系統復合物的結構解析和機理研究，為理解光合生物高效的能量轉化機制提供了新的結構模型。未來，科研團隊希望以此為基礎設計新型光合作用蛋白，并進一步指導人工模擬和開發高碳匯生物資源，這在合成生物學和氣候變化應對領域將具有很大潛力。
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