中科院新突破：富勒烯让光合作用更高效

中科院新突破：富勒烯让光合作用更高效

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中国科学院

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来源

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https://www.im.cas.cn/xwzx2018/ttxw/202404/t20240424_7130776.html

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https://www.ebiotrade.com/newsf/list.asp?boardid=3&page=154

中国科学院微生物研究所张延平研究团队在光合作用研究领域取得重大突破。该团队利用水溶性富勒烯纳米材料，成功改变蓝藻的光合电子传递方向，将光电流密度提高了十倍。这一研究成果近日发表在国际知名期刊《Advanced Science》上。

光合作用是自然界中最重要的能量转化过程，将光能转变为化学能。然而，天然光合系统的复杂性使得传统生物工程策略难以实现对其有效调控。张延平团队提出了一种创新性策略，通过引入零维碳纳米材料富勒烯，成功实现了对光合电子传递过程的精准控制。

研究发现，表面带正电荷的富勒烯衍生物C60-DMePyI能够被蓝藻细胞快速捕获，并主要分布在类囊体膜区域。通过多种表征手段，研究人员揭示出富勒烯主要从光系统I受体侧截流电子，同时与光系统II和光系统I的光反应中心存在直接相互作用。这种独特的电子传递机制使得更多的光合电子能够被导向胞外，从而显著提高了光电流密度。

这一突破不仅揭示了蓝藻中光合电子传递的新机制，还为富勒烯纳米材料在生物能量转化领域的应用开辟了新的可能性。该研究有望推动生物光伏、光驱生物制造和光合产氢等领域的技术革新，为实现更加高效的太阳能转换提供了新的思路。

中国科学院微生物研究所特别研究助理朱华伟博士为论文第一作者，李寅研究员和国家纳米科学中心贺涛研究员为论文共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金、中国科学院战略性先导科技专项和中国博士后科学基金等项目的资助。