科學(xué)家開發(fā)的新技術(shù)可制造出合成活細(xì)胞 用于去除二氧化碳
光合作用是自然界最有用的化學(xué)反應(yīng)之一,所以科學(xué)家們經(jīng)常嘗試模仿光合作用也就不足為奇了,F(xiàn)在,來自馬克斯·普朗克研究所的研究人員開發(fā)出了一種新的方法,可以制造出混合型的合成活細(xì)胞,這種活細(xì)胞可以利用光合作用太陽能去除空氣中的二氧化碳。
在植物的葉子內(nèi)部嵌入了被稱為葉綠體的微小細(xì)胞器。這些細(xì)胞是光合作用背后的機(jī)器,它吸收太陽光,通過消耗植物收集的水和二氧化碳,制造出植物可以用來做能量的分子。而現(xiàn)在,馬克斯·普朗克研究所團(tuán)隊(duì)已經(jīng)制造出了成千上萬的人造葉綠體。在這種情況下,研究人員的目標(biāo)并不在于能量的輸出,而是去除空氣中的二氧化碳的“副作用”。 研究人員首先從菠菜中分離出了葉綠體--植物光合作用系統(tǒng)的活性部分。然后,他們將其與一個(gè)名為 "CETCH循環(huán) "的人工代謝模塊配對,該模塊由18種生物催化劑組成,其轉(zhuǎn)化二氧化碳的效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于植物本身。 最后,這些天然成分和人工成分再結(jié)合成細(xì)胞大小的水滴,將所有的東西固定在一起。這是用一個(gè)微流體系統(tǒng)來完成的,該系統(tǒng)將水滴放入一個(gè)主要是油的介質(zhì)中。該團(tuán)隊(duì)表示,利用這種技術(shù),可以輕松快速地制造出成千上萬個(gè)這樣的水滴,并根據(jù)需要調(diào)整一些水滴的能力。 “我們可以制造出成千上萬個(gè)裝備相同的水滴,或者我們可以賦予單個(gè)水滴特定的屬性,”該研究的主要作者Tarryn Miller說。“這些可以在時(shí)間和空間上通過光來控制。”在測試中,研究人員發(fā)現(xiàn),與其他半合成光合作用系統(tǒng)相比,采用新設(shè)計(jì)的液滴在結(jié)合二氧化碳方面的速度快100倍。 其他人工和混合光合作用系統(tǒng)已經(jīng)在降低大氣中的二氧化碳含量,或生產(chǎn)能源、藥物和燃料等方面發(fā)揮了作用。該團(tuán)隊(duì)表示,新設(shè)計(jì)的液滴最終可以解決同樣的問題。 這項(xiàng)研究發(fā)表在《科學(xué)》雜志上。 相關(guān)鏈接:https://www.sciencemag.org/news/2020/05/artificial-chloroplasts-turn-sunlight-and-carbon-dioxide-organic-compounds |