科学家发现了一种新的光合作用类型

乳核苷酸的殖民地，其中不同颜色代表由叶绿素-A（洋红色）和叶绿素-F（黄色）驱动的光合作用。Dennis Nuernberg.

发现改变了我们对光合作用的基本机制的理解，并应该重写教科书。它还将根据我们寻找外来生活的方式来定制，并提供洞察我们如何为如何更高效的作物提供更加有效的作物，这些作物利用更长的光。

今天发表于科学的发现是由伦敦帝国学院领导，由BBSRC支持，并涉及来自堪培拉的ANU的群体，巴黎和萨利斯的CNRS和米兰的CNR。

地球上绝大多数生命使用光合作用过程中可见红光，但新型使用近红外光。当它们在近红外光线中生长时，在近红外灯中生长，发现它在近红外光线中发现了它，如黄石和澳大利亚的海滩岩石等细菌垫中发现。

由于科学家现在发现，它也发生在伦敦帝国学院的红外LED的橱柜中。

光合作用超出红极限

标准，近乎通用的光合作用使用绿色颜料，叶绿素-A，都收集光并使用其能量来制造有用的生化和氧气。叶绿素-A吸收光的方式仅用于来自红光的能量可用于光合作用。

由于叶绿素-A存在于我们所知道的所有植物，藻类和蓝藻中，因此被认为是红灯的能量为光合作用设定了“红色”;也就是说，做出苛刻的化学所需的最低能量能够产生氧气。红色限制用于天体学中，以判断复杂的生活是否可以在其他太阳系中的行星上发展。

海滩岩石（苍鹭岛，澳大利亚）的横截面显示含有蓝藻（绿色带）的叶绿素（绿色带）深入岩石，表面下方几毫米。Dennis Nuernberg.

然而，当一些蓝藻在近红外光线下生长时，含标准叶绿素-A的系统关闭和含有不同种类的叶绿素，叶绿素-F的不同系统接管。

到目前为止，有人认为叶绿素-F只是收获了光线。新的研究表明，叶绿素-F在阴影条件下的光合作用中起关键作用，使用较低能量红外光进行复杂的化学。这是光合作用“超出红限”。

领导研究员Bill Rutherford教授，来自Imperial的生命科学部说：“新形式的光合作用使我们重新思考我们认为可能的东西。它还改变了如何理解标准光合作用核心的关键事件。这是教科书更改的东西。“

防止光线损坏

另一种蓝藻，亚弧菌，已经已知已经过超过红极限的光合作用。然而，因为它发生在这一个物种中，具有一个非常特定的栖息地，它被认为是“一次性”。AcaryoChloris生活在绿色的海上喷射下方，将大部分可见光遮光为近红外。

目前报告的基于叶绿素-F的光合作用是一种普及的第三种光合作用。但是，它仅用于特殊的红外线阴影条件;在正常光线条件下，使用标准的红色形式的光合作用。

有人认为，超越红色限制，轻微的伤害将更加严重，但新的研究表明它在稳定，阴影环境中不是一个问题。

Co-Ander Andrea Santuzzi博士，来自Imperial的生命科学系，说：“找到一种超出红限的光合作用，改变了我们对光合作用的能量要求的理解。这提供了对光能使用的洞察力以及保护系统免受光线损坏的机制。“

这些见解对于试图通过使用更广泛的光线来设计庄稼来执行更高效的光合作用的研究人员有用。这些蓝色细胞如何保护自己免受光线亮度变化造成的损坏可以帮助研究人员发现工程师的可行性。

教科书改变洞察

在新系统中可以看到更多细节，而不是在标准叶绿素-A系统中以前看到的。叶绿素通常被称为“附带”叶绿素实际上正在执行关键的化学步骤，而不是复合物中央的叶绿素的教科书“特别对”。

这表明该模式适用于其他类型的光合作用，这将改变光合作用工作原理的主要形式的教科书视图。

第一个作者和该研究的发起者DennisNürnberg博士说：“我没想到，我对蓝藻的兴趣和他们的佩戴生活方式将滚雪滚球是如何理解光合作用的重大变化。这是惊人的自然等待被发现的东西。“

Peter Burlinson领导BBSRC的Frontier Bioscience - 乌克里说：“这是光合作用中的一个重要发现，这是一个在养活世界的作物的生物学中发挥着至关重要的作用的过程。像这样的发现推动了我们对生命教授的理解和比尔卢瑟福和帝国团队的界限应该祝贺关于这种基本进程的新观点。“

出版物：DennisJ.Nürnberg等，“超越含有含叶绿素F-Fly Photosystems的红色限制的光化学，Science，2018年6月15日：卷。 360，第6394页，第1210-1213页; DOI：10.1126 / science.aar8313.