不同寻常！科学家发现“神秘细菌”：靠光合作用为生

8年前，人们在戈壁沙漠的天鹅湖中发现了一种不寻常的细菌。这种新的生物体属于一个罕见的细菌属，叫做Gemmatimonas，它含有细菌性叶绿素，这是一种与植物中的叶绿素有关的色素。由欧洲和英国科学家合作对其基因组的分析表明，这种新型细菌会进行一种古老的光合作用并以此为生。

主要作者Pu Qian博士说：“这项结构和功能研究具有令人兴奋的意义，因为它表明Gemmatimonas已经独立地演化出它自己的紧凑、坚固和高效的架构，可以用于采集和捕获太阳能。”

在他们于2月16日发表在《科学进展》上的论文中，该团队展示了这种神秘的生物体如何收获光能。他们解释了如何使用四个不同实验室的电子低温显微镜进行研究。最初是在巴塞尔大学，他们通过该实验室得到了一个复合体的投影图；然后在英国钻石光源的eBIC（电子生物成像中心）收集数据，从中获得了一个3.4埃米的分辨率结构；随后，在捷克共和国的CEITECH收集到了进一步数据，并结合所收集的两个数据集产生了一个3.2埃米的模型；最后在赛默飞世尔科技公司进行的数据采集得到了2.4埃米的结构。

他们的工作揭示了光合作用复合体的详细结构，该复合体由178种色素与80多个蛋白质亚单位结合而成。光收集亚单位在反应中心周围的两个同心环中，反应中心将吸收的光能转化为电荷。科学家认为，这个复合体的结构不仅有很好的结构稳定性，而且有很好的光收集效率。

由于外环中的颜料比环中心的颜料具有更高的能量，整个排列就像一个漏斗。复合体外围的色素吸收的能量在几皮秒内沿着能量梯度转移到复合体的中心，并在那里转化为新陈代谢所需的能量。

该研究论文题为"2.4-Å structure of the double-ring Gemmatimonas phototrophica photosystem"，已发表在《科学进展》期刊上。

前瞻经济学人APP资讯组

论文原文：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abk3139