科学家解开了培育食欲旺盛的“吞噬碳”植物的钥匙

一种“隐藏在自然界蓝图中”的关键酶是如何工作的，这一发现为细胞如何控制碳固定的关键过程提供了新的线索，碳固定是地球上生命的基础

这一发现由澳大利亚国立大学（ANU）和纽卡斯尔大学（UoN）的科学家做出，可以帮助设计出能够更有效地从大气中吸收二氧化碳的气候适应性作物，并在这个过程中帮助生产更多的食物

这项发表在《科学进展》杂志上的研究证明了一种名为羧体碳酸酐酶（CsoSCA）的酶的一种以前未知的功能，这种酶存在于蓝藻中；也称为蓝绿藻&mdash；以最大限度地提高微生物从大气中提取二氧化碳的能力

蓝细菌因其在湖泊和河流中的有毒繁殖而广为人知。但这些蓝绿色的小虫子分布广泛，也生活在世界海洋中

尽管它们会对环境造成危害，但研究人员将它们描述为“微小的碳超级英雄”。通过光合作用过程，它们在每年捕获全球约12%的二氧化碳方面发挥着重要作用

澳大利亚国立大学的第一作者兼博士研究员Sacha Pulsford描述了这些微生物在捕获碳方面的显著效率

CCM的核心是称为羧体的大蛋白质区室。这些结构负责封存二氧化碳，容纳CsoSCA和另一种叫做Rubisco的酶。酶CsoSCA和Rubisco协同工作，证明了CCM的高效性质。CsoSCA的作用是在羧基体内产生高浓度的二氧化碳，然后Rubisco可以吞噬这些二氧化碳，并将其转化为糖供细胞食用

首席作者、UoN的Ben Long博士说：“到目前为止，科学家们还不确定CsoSCA酶是如何被控制的。我们的研究重点是解开这个谜团，特别是在全球发现的一个主要蓝藻群中。我们的发现完全出乎意料。

”CsoSCA酶随着另一种叫做RuBP的分子的节奏起舞，RuBP像开关一样激活它。把光合作用想象成做三明治。空气中的二氧化碳是填充物，但光合细胞需要提供面包。这是RuBP。就像你需要面包来做三明治一样，将二氧化碳转化为糖的速度取决于RuBP的供应速度

“CsoSCA酶向Rubisco提供二氧化碳的速度取决于RuBP的存在量。当RuBP足够多时，酶就会启动。但如果细胞中的RuBP用完，酶就会关闭，从而使系统高度调整和高效。令人惊讶的是，CsoSCA酶一直嵌入自然界的蓝图中，等待着被发现。”

科学家们表示，通过设计更有效地捕获和利用二氧化碳的作物，将大大提高作物产量，同时减少对氮肥和灌溉系统的需求，从而为农业提供巨大的推动力。它还将确保世界粮食系统对气候变化更有抵抗力