如何检测水中的光线会影响蓝细菌的摄入量

蒙哥马利实验室发现，水生细菌(称为蓝细菌)如何监测周围环境中的光质量以及它们能够很好地扩展图像光合作用的能力之间存在联系。光合作用的基础知识，如何捕获阳光并转化为可用于地球生命的能量，这些都是很好理解的。

现在，科学家们希望利用光合生物，将其能量产量吸收到生物燃料和工业产品中。这样做需要我们在有利的环境中生长有机体，食物，光线和营养物质之间的平衡。

然而，我们不太了解有机体的领域如何影响其光合作用 - 换句话说，什么会导致良好的产量。

蓝藻(cyanos，简称cyanos)是生物技术应用的目标生物之一。虽然很小 - 每个都比人类头发的宽度小25倍 - 但它们主宰着地球的海洋，湖泊和河流。

数十亿年前，它们是最早开始进行光合作用的生物之一，这也是地球上生命存在的原因。

今天，cyanos是地球上最好的光合作用表演者之一，开发了无数系统来监测周围的光质，因此他们可以微调光合作用以获得最佳能力。

科学：光质改变了青色如何获得食物

Brandon Rohnke是Beronda Montgomery实验室和生物化学与分子生物学系的研究生，他是一个团队的一员，该团队展示了一种名为Fremyella的氰基物如何跟踪可用光波长的变化，以控制能量和食物的摄入量。光合作用。该研究发表在mSphere期刊上。

这两个系统解释了

跟踪光波长质量：Cyanos下沉或漂浮在水中以在其环境中有利地定位自己，并且周围的光波长随深度而变化。例如，在表面上，cyanos暴露于大量的红光。随着它们下沉，红光变得越来越稀少，而绿光仍然充足。Cyanos不断跟踪光线质量并自行调整以随时捕获最多可用波长。这就像将汽车收音机拨到确切的频率，以捕捉来自您喜爱的电台的波浪。但您只能调到您所在位置的电台。

生产食物的光合作用工厂：在光合作用的后半部分，二氧化碳从空气中获取，产生能够为光合生物提供能量的能量分子。在cyanos中，这一步骤发生在小型工厂内 - 称之为纳米工厂 - 官方称为carboxysomes。

在之前的研究中，科学家从基因上遗传了一个主要的光探测器(称为RcaE)，它失去了适应波长变化的能力。

“令我们惊讶的是，这一变化影响了纳米工厂。我们的实验室氰基生产了更多的纳米工厂，但尺寸更小，”布兰登说。“在自然界中，氰基细胞每个细胞横截面将有2到3个。突变体最多可达7个。”

研究小组发现，没有光探测导致：

构成纳米工厂结构外部部分的材料，墙壁的增加;

减少纳米工厂内部的机器并处理氰基的食物。

“我们认为发生的事情是，大量的结构材料竞相招募更少数量的可用机器。结果是机器分布在更多但更小的纳米工厂中，”布兰登说。

“不知何故，跟踪外部光线是一种严格控制纳米工厂数量和结构的方法。我们还不确定这两种系统是如何相互作用的。”

该团队排除了可能引起这种观察的副作用，例如突变体的修饰细胞形状或它产生大量有毒副产物的事实。

该研究是MSU-DOE植物研究实验室的一部分，旨在重新利用氰基纳米工厂制造供人类消费的材料，如可再生能源或医疗产品。

“获得拨打或减少纳米工厂数量和规模的能力可以帮助管理未来生物技术背景下的生产力水平，”布兰登说。“但这只是一种控制机制。我们还有更多的东西需要解读。”

在用“氰基燃料”为汽车和飞机提供动力之前还需要一段时间，但科学家们正在慢慢地，但肯定地，揭示了到达那里的方式。