植物和藻类等光合生物可以通过光合作用转化太阳能,但传统工业微生物依赖“太阳能—光合生物—糖—微生物—产品”的传统路径,无法直接利用光能,光能利用效率较低。
近日,中国科学院深圳先进技术研究院等成功构建出一种人工光合工程细胞,使非光合工业微生物能够直接利用太阳能,驱动废弃碳源向高附加值化学品高效转化。
团队通过设计不同形貌的半导体纳米材料,系统优化材料光吸收性能。团队还将二维半导体材料直接送入微生物细胞内部,在细胞内装上“人工捕光天线”。这种“入胞式”设计显著缩短了电子传输距离,降低能量损耗,使光生电子直接在细胞内部参与代谢反应,实现从“外部供能”向“内部驱动”的转变。工程微生物由此真正具备了直接利用太阳能进行生物合成的能力。
在材料创新基础上,团队解析了光电子驱动代谢重构的分子机制,发现了焦磷酸硫胺素在光生电子向生物能量分子转化过程中发挥关键“桥梁”作用,促进细胞内关键的能量分子(NAD(P)H与ATP)的再生,实现无机光电子与细胞能量分子之间的高效耦合。
在研究试验中,人工光合作用工程细胞成功合成了多种高附加值产品,显示出广泛的产品开发潜力以及在规模化生产和废碳升级转化方面的应用前景。
该研究在细胞内部建立了太阳能向生物能量分子高效转化的通路,实现太阳能与生物制造的深度融合,为可再生能源直接驱动绿色化学品生产提供了新范式。
相关研究成果发表在《自然-可持续发展》(Nature Sustainability)上。
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人工光合工程细胞内光电子流,推动废弃碳资源高效升级转化
关于2024年陕西省优秀博士学位论文评选结果的公示 根据评选优秀博士学位论文有关要求,陕西省教育厅、陕西省学位委员会组 中新网香港11月11日电(记者魏华都)“中银香港科技创新奖2024”于11日揭晓,香港5大领域学者获奖。香港科技创新联盟主席、 “以中国式现代化全面推进强国建设、民族复兴,是新时代新征程党和国家的中心任务。今天,我们庆祝共和国华诞的最好行动,就是把这一前无古人的伟大事业不断推向前进。”30日在人民大会堂举行的庆祝中华人民共和国成立 中国教育报-中国教育新闻网北京11月11日讯(记者 林焕新)幼儿如何顺利入园是家长们普遍关心的问题。在今天教育部召开的新闻发布会上,教育部政策法规司司长张文斌对《中华人民共和国学前教育法》 2021年,广西壮族自治区柳州市绘就教育共同体建设的画卷落下第一笔。三年来,柳州积极推动城市优质教育资源辐射乡村和薄弱地区常态化。2024年,柳州累计建成教育共同体52个,覆盖中小学、幼儿园共17 ◎摘 要 面向国家战略需求优化学科设置调整机制,是关系高等教育结构性改革的重要路径,也是畅通创新链、产业链、资金链、人才链的关键接点。在世界百年未有之大变局的新形势下,传统的学科设置 。本文链接:科学家构建人工光合工程细胞http://www.sushuapos.com/show-12-2761-0.html
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