“人工光細(xì)胞”為細(xì)菌裝上“納米光伏電機(jī)” 深圳科研成果登上國(guó)際期刊《科學(xué)進(jìn)展》

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深圳新聞網(wǎng)2023年7月28日訊（深圳特區(qū)報(bào)首席記者 聞坤）在深圳科研團(tuán)隊(duì)的努力下，讓微生物能利用光源并提高天然光合作用效率的研究工作取得重大突破——通過(guò)構(gòu)建一種新型“人工光細(xì)胞”，將半導(dǎo)體材料吸收光能產(chǎn)生電子有效轉(zhuǎn)化為生物能，讓不能利用光能的工業(yè)發(fā)酵微生物可以有效利用光能，在生物制造方面更具優(yōu)勢(shì)。目前，該項(xiàng)成果發(fā)表于國(guó)際期刊《科學(xué)進(jìn)展》。

據(jù)介紹，天然光合作用可以直接利用光能固定空氣中的二氧化碳合成有機(jī)物，但光合作用的效率較低（通常低于1%）。近年來(lái)發(fā)展的半導(dǎo)體材料-納米 光伏顆粒-微生物人工雜合體系，同時(shí)結(jié)合了高效捕獲光能的半導(dǎo)體材料和高特異性催化的微生物細(xì)胞，已成功實(shí)現(xiàn)了讓不能利用光能的微生物能夠利用光能，并提高天然光合作用效率。

中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院聯(lián)合國(guó)外高校團(tuán)隊(duì)，將高效吸收光能的半導(dǎo)體材料與高選擇性催化的活細(xì)胞集成，合成一種新的人工體系（“人工光細(xì)胞”），利用微生物的優(yōu)異胞內(nèi)催化能力將半導(dǎo)體吸收的光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，可潛在大幅提高人工光合作用的效率和特異性生產(chǎn)復(fù)雜化合物的能力，為“光驅(qū)”生物制造技術(shù)提供新的路徑。

論文通訊作者、深圳先進(jìn)院合成生物學(xué)研究所副研究員高翔表示，目前研究開(kāi)發(fā)的用于增強(qiáng)光能驅(qū)動(dòng)化學(xué)品合成的周質(zhì)空間材料-生物雜合體可以擴(kuò)展到其他細(xì)菌或細(xì)胞中，提高光能利用和產(chǎn)物合成，還可以潛在地應(yīng)用于重金屬污染修復(fù)。結(jié)合半導(dǎo)體、豐富的分子生物學(xué)工具和現(xiàn)有的微生物模型，周質(zhì)空間-生物雜合體平臺(tái)將能夠以經(jīng)濟(jì)有效的方式生產(chǎn)生物基化學(xué)品、燃料和藥物分子。

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