《Science》合成生物学重大进展——制造出了人工叶绿体

　　

据一项新的研究报告，通过将微流控技术与菠菜的天然光合作用膜相结合，研究人员研发出了“合成叶绿体”，它们能够模仿复杂而逼真的光合作用过程。

Nathaniel Gaut和Katarzyna Adamala评价：“ [作者]展示了合成生物学中取得的重大进展，并在朝着实现构建可自我维持合成细胞目标的过程中树立了关键的里程碑。”

光合固碳是一种基本的生物过程，它用光能将无机碳转化为维持地球上绝大多数生命所需的有机化合物。因此，全球的科学家都在努力研发利用光合作用样过程和供应量近乎无限的阳光为人造活细胞供能，这是合成生物学界的一座圣杯。

在自然界中，光合作用发生在特殊的细胞器，叶绿体中；在叶绿体中，类囊体膜可将光能转换为三磷酸腺苷（ATP）和还原态烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADPH），后者随之会被用于将无机二氧化碳构建有机分子。然而，此前我们还没找到设计能在人造系统中模拟复杂自然光合作用的合成固碳机制。在这篇《Science》文中，Tarryn Miller和同事们将天然的与合成的生物学部件进行整合，构建出了具有光合作用基本特征的仿叶绿体微流控液滴。

他们的方法是用微流体控技术和菠菜的天然类囊体膜来触发位于合成的、细胞大小液滴内的光驱动复杂生物合成作业（包括固碳）。据作者披露，可以对“合成叶绿体”微液滴进行编程以实现改进型或自然界从未有的新型光合过程；其应用范围很广，包括从小分子或药物合成到用于截留环境碳的人造生物系统。

原文检索：Light-powered CO2 fixation in a chloroplast mimic with natural and synthetic parts