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想象一下，能夠種植能從地球大氣中吸收更多二氧化碳的植物，這將能幫助解決世界的氣候問題。幾千年來，人類一直在選擇、培育和優(yōu)化植物以增加糧食產(chǎn)量并確保我們?nèi)祟惖纳妗?

但地球上最重要和最基本的生命功能--光合作用--直到現(xiàn)在才跟植物選擇或培育有關(guān)，而這個(gè)時(shí)代人類活動(dòng)造成的溫室氣體排放正在威脅著我們的星球。憑借目前已有的新技術(shù)，來自世界各地的科學(xué)家們現(xiàn)在正努力了解驅(qū)動(dòng)光合作用的植物內(nèi)部過程。

在科學(xué)雜志《PNAS》上發(fā)表的一項(xiàng)新研究中，哥本哈根大學(xué)植物和環(huán)境科學(xué)系的研究人員發(fā)現(xiàn)，植物葉細(xì)胞中的一組蛋白質(zhì)即CURT1，其在光合作用中發(fā)揮的作用比曾經(jīng)認(rèn)為的要重要得多。

“我們發(fā)現(xiàn)，CURT1蛋白從種子階段就開始控制植物的綠葉發(fā)育。因此，這些蛋白質(zhì)對(duì)如何有效地建立光合作用有著重大影響，”該研究的論文主要作者M(jìn)athias Pribil副教授解釋道。

啟動(dòng)光合作用的蛋白質(zhì)

以前人們認(rèn)為CURT1蛋白發(fā)揮的作用較小，只存在于完全發(fā)育的葉片中。但通過利用最先進(jìn)的成像技術(shù)（攝影和計(jì)算機(jī)設(shè)備），研究人員得以將一系列實(shí)驗(yàn)性擬南芥(Arabidopsis)植物的生長情況放大了30000倍。這使他們能在分子水平上研究這些植物。研究人員可以看到，CURT1蛋白在植物生命的最初階段就已經(jīng)存在。

“從土壤中出來是植物的一個(gè)關(guān)鍵時(shí)刻，因?yàn)樗艿疥柟獾臎_擊，迅速需要進(jìn)行光合作用來生存，”Mathias Pribil說道，“在這里，我們可以看到CURT1蛋白協(xié)調(diào)了啟動(dòng)光合作用的過程以使植物得以生存，而這是我們以前不知道的?！?

光合作用在葉綠體中進(jìn)行，葉綠體是植物細(xì)胞中0.005毫米長的橢圓體，它們是植物葉片細(xì)胞中的一種器官。在每個(gè)葉綠體內(nèi)，有一層膜存放著蛋白質(zhì)和其他使光合作用成為可能的功能。

“CURT1蛋白控制這層膜的形狀，這使得植物細(xì)胞中的其他蛋白更容易移動(dòng)并根據(jù)植物周圍環(huán)境的變化執(zhí)行圍繞光合作用的重要任務(wù)，”Pribil指出，“這可能是為了在陽光強(qiáng)烈時(shí)修復(fù)采光蛋白復(fù)合物，或在陽光微弱時(shí)提高葉綠體采集光能的能力?！?

改善未來的二氧化碳攝取

這項(xiàng)新發(fā)現(xiàn)使人們對(duì)地球上最重要的生化反應(yīng)有了更深入的了解。的確，如果沒有植物，動(dòng)物和人類都不會(huì)在我們的星球上存在。到目前為止，該結(jié)果只適用于擬南芥植物，但如果CURT1蛋白對(duì)光合作用的重要性沒有擴(kuò)展到其他植物，Pribil將感到驚訝。

“這是在了解控制光合作用的所有成分的道路上邁出的重要一步，”Mathias Pribil說道，“問題是我們是否能利用這些新知識(shí)來改進(jìn)一般植物的CURT1蛋白復(fù)合物，從而優(yōu)化光合作用。我們的大部分研究都圍繞著使光合作用更加有效以便植物能夠吸收更多的二氧化碳。正如我們?cè)谡麄€(gè)農(nóng)業(yè)歷史上選擇和培育最好的作物一樣，現(xiàn)在是要幫助大自然成為最好的二氧化碳吸收者。”