摘要:已研究了液相有机化合物碳二硫化物(CS 2)的真空紫外线(VUV)光解析。在每个氮环境和大气空气环境中,在微腔等离子体灯的Si底物上照射了SI底物上的自胸膜灯的172 nm(7.2 eV)VUV光子。在反应期间,在不同气体环境中观察到CS 2在C-C,C-C,C-S或C-O-S基片段中的选择性和快速分离。薄层聚合物微型沉积物。这款来自VUV微质量灯的新型照片过程引入了大面积沉积的低温有机(或合成)转换的另一种途径。可以在光电和纳米技术应用中使用各种有机前体的原位,选择性转换。
基于半导体的生物界面通常建立在质膜表面或细胞质内。在革兰氏阴性细菌中,周质空间的特点是封闭且存在大量酶和肽聚糖,为生物矿化提供了额外的机会,从而允许非遗传调节界面。我们通过各种基于电子和 x 射线的成像技术观察到周质内含有单金属和多金属元素的半导体纳米团簇沉淀。周质半导体是亚稳态的,并显示出缺陷主导的荧光特性。出乎意料的是,原位产生的富含缺陷(即低品位)的半导体纳米团簇在与光敏化结合时仍可提高三磷酸腺苷水平和苹果酸的产生。我们扩展了生物混合系统的可持续性水平,包括在初级水平上减少重金属、在次级水平上构建活生物反应器以及在第三级水平上创建半人工光合作用。具有生物矿化功能的周质生物混合体有可能成为各种可持续应用的容错平台。
红色珊瑚藻在整个沿海海洋中创造出丰富的,巨大的礁石生态系统,并提供了大量的生态系统服务提供,但是我们对它们的基本生理学的理解缺乏。尤其是,产生碳和碳序列过程之间的平衡和联系仍然受到限制,这对了解它们在碳固存和存储中的作用具有重要意义。使用双放射性同位素跟踪,我们提供了在红色珊瑚藻(Red Coralline Alga Boreolithamnion Soriferum)(以前是Lithothamnion Soriferum)中的光合作用(需要CO 2)和钙化(需要CO 2)之间耦合的证据。通过光合作用将39±14%纳入了有机物。只有38±2%的隔离HCO 3-转化为CO 2,其中几乎40%的内部回收为光合基质,将碳的净释放降低至总吸收量的23±3%。钙化速率在很大程度上取决于光合底物的产生,从而支持光合增强的钙化。此处报道的有效的碳复合生理学表明,钙化藻类可能对海洋CO 2的释放贡献不如当前假设的贡献太大,从而支持其在蓝色碳核算中的作用。
摘要:超分子表面活性剂为构造太阳能燃料合成系统的多功能平台,例如,通过将两亲光感应器和催化剂的自组装成各种超分子结构。然而,在太阳能燃料生产中对两亲光的光敏剂的利用主要集中在产生气态产物上,例如分子氢(H 2),一氧化碳(CO)和甲烷(CH 4),而甲烷(CH 4)的合成催化剂(TON)的合成催化剂属于合成催化剂,通常是在数百万范围内的合成催化剂。受到生物脂质 - 蛋白质相互作用的启发,我们在此提出了一种新型的生物杂交组装策略,该策略利用光敏剂作为表面活性剂形成胶束支架,该胶束支架与酶(即氢化酶),即半人工光合作用。具体而言,具有[ruthenium tris(2,2'-二吡啶)] 2+头组与酶相关时具有高光催化活性的表面活性剂,因为它们具有阳性带电的[RU] 2+中心的静电相互作用,可以与酶相互作用,以与酶相互作用,以使胶束上的电子转移在胶束eNzeme-Enzyzyzyzyzeme-Enzyzeme-Enzeme-Enzeme-Enzeme-Enzeme-Enzeme-Enzeme-Enzeme-Enzeme-Enzeme界面相互作用。时间分辨的吸收和发射
工程生物材料 (ELM) 是一类新型功能材料,其特点是将生物成分在惰性聚合物基质内进行空间限制,以重现生物功能。了解基质内细胞群的生长和空间配置对于预测和改善其响应潜力和功能至关重要。本文研究了真核微藻莱茵衣藻 (C. reinhardtii) 在三维形状的水凝胶中的生长、空间分布和光合生产力,这些生长、空间分布和光合生产力取决于几何形状和尺寸。嵌入的莱茵衣藻细胞进行光合作用并形成受限的细胞簇,由于有利的气体交换和光照条件,当细胞簇靠近 ELM 外围时,它们生长得更快。利用位置特定的生长模式,这项研究成功设计和打印了具有更高 CO 2 捕获率的光合 ELM,具有高表面积体积比。这种控制细胞生长以提高 ELM 生产力的策略类似于多细胞植物叶片中已经建立的适应性。
世界上的海洋受到气候变化的挑战,这些变暖与通常人口稠密的沿海地区特别容易受到这些影响的影响。许多关于海洋环境的气候变化的研究都使用大型的短期温度操纵,忽略了诸如长期适应和季节性周期之类的因素。在这项研究中,自1970年代以来,波罗的海“加热”海湾受核反应堆的影响(与附近未受影响的“控制”海湾有关)来研究温度升高如何影响地表水微生物群落和活动。16S rRNA基因扩增子基于微生物的多样性和种群结构在地表水微生物群落中的α多样性没有差异,而β多样性在海湾之间显示出不同的差异。放大测序变体的托架之间的相对丰度在统计学上的值分别在统计学上更高的值,例如,在加热和控制海湾中,iLumatobacteraceae和Burkholderiaceae分别显示出较高的值。RNA转录衍生的活动遵循Alpha和Beta多样性的类似模式,对Shannon的H多样性没有影响,但海湾之间的Beta多样性有显着差异。RNA数据进一步显示,在加热湾中分配了更高的转录本计数,其中包括热休克蛋白基因DNAKJ,co-Chaperonin gros和核苷酸交换因子热休克蛋白GRPE。RNA数据还显示,与对照(例如ATPAEFB)湾相比,加热的氧化磷酸化转录物升高(例如ATPHG)。此外,与光合作用有关的基因在控制湾中通常具有较高的转录本,例如光系统I(PSAAC)和II基因(PSBABCEH)。在加热湾中增加的压力基因反应可能会对海洋碳循环和生态系统服务产生额外的级联作用。
光合作用是维持植物和人类生命的关键过程。提高农作物的光合能力是增加其产量的一种有吸引力的方法。虽然光合作用的核心机制在 C3 植物中高度保守,但这些机制非常灵活,允许光合特性存在相当大的多样性。这种多样性之一是在高辐照度下保持较高的光合光能利用效率,正如在少数特殊的 C3 物种中发现的那样。十字花科的一种植物 Hirschfeldia incana 就是这样一种特殊的物种,由于它易于生长,因此是研究这种性状的遗传和生理基础的绝佳模型。在这里,我们展示了 H. incana 的参考基因组,并证实了其较高的光合光能利用效率。尽管 H. incana 是十字花科中迄今为止光合速率最高的,但与其密切相关的 Brassica rapa 和 Brassica nigra 的光饱和同化率也很高。H. incana 基因组已通过大规模染色体重排、物种特异性转座子活性和重复基因的差异保留与 B. rapa 和 B. nigra 基因组广泛分化。H. incana 、B. rapa 和 B. nigra 中参与光合作用和/或光保护的重复基因在拷贝数和基因表达之间表现出正相关,这为这些物种高光合效率的潜在机制提供了线索。我们的研究表明,H. incana 基因组是研究高光合光能利用效率的进化和提高作物物种光合速率的宝贵资源。
预印本(未通过同行评审认证)是作者/资助者。保留所有权利。未经许可就不允许重复使用。此版本的版权持有人于2025年1月24日发布。 https://doi.org/10.1101/2025.01.21.634093 doi:biorxiv preprint
Xiaolong Chen 1,Joshua M. Lawrence 2,Laura T. Wey 2,Lukas Schertel 1,Qingshen Jing 3,Silvia Vignolini 1,Christopher J. Howe 2,Sohini Kar-Narayan 3,Jenny Z.
摘要:叶绿体是通过蓝藻类共生体与宿主内共生进化而来的光合细胞器。许多研究试图分离完整的叶绿体来分析其形态特征和光合活性。尽管一些研究将分离的叶绿体引入不同物种的细胞中,但其光合活性尚未得到证实。在本研究中,我们从原始红藻 Cyanidioschyzon merolae 中分离了具有光合活性的叶绿体,并通过共培养将其整合到培养的哺乳动物细胞中。整合的叶绿体保留了其细胞内囊体的结构,并保持在细胞质中,被细胞核附近的线粒体包围。此外,整合的叶绿体在整合后至少 2 天内在培养的哺乳动物细胞中保持光系统 II 的电子传递活性。我们的自上而下的基于合成生物学的方法可以作为创造人工光合动物细胞的基础。