“人工光細胞”為細菌裝上“納米光伏電機” 深圳科研成果登上國際期刊《科學進展》

2023-07-28 08:04:52來源：深圳特區(qū)報

深圳新聞網(wǎng)2023年7月28日訊（深圳特區(qū)報首席記者聞坤）在深圳科研團隊

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深圳新聞網(wǎng)2023年7月28日訊（深圳特區(qū)報首席記者聞坤）在深圳科研團隊的努力下，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——通過構建一種新型“人工光細胞”，將半導體材料吸收光能產(chǎn)生電子有效轉化為生物能，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。目前，該項成果發(fā)表于國際期刊《科學進展》。

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物，但光合作用的效率較低（通常低于1%）。近年來發(fā)展的半導體材料-納米光伏顆粒-微生物人工雜合體系，同時結合了高效捕獲光能的半導體材料和高特異性催化的微生物細胞，已成功實現(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。

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

論文通訊作者、深圳先進院合成生物學研究所副研究員高翔表示，目前研究開發(fā)的用于增強光能驅(qū)動化學品合成的周質(zhì)空間材料-生物雜合體可以擴展到其他細菌或細胞中，提高光能利用和產(chǎn)物合成，還可以潛在地應用于重金屬污染修復。結合半導體、豐富的分子生物學工具和現(xiàn)有的微生物模型，周質(zhì)空間-生物雜合體平臺將能夠以經(jīng)濟有效的方式生產(chǎn)生物基化學品、燃料和藥物分子。

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