《自然》科学家发现一种全新的光食蛋白

2023年05月20日 阅读量:88

一群寻找“吃光”蛋白质的科学家在加利利海底偶然发现了50年来的第一个新品种。这种蛋白质可以帮助植物和微生物从太阳中获得光的细胞成分。这一意想不到的发现可以帮助研究人员更好地了解微生物是如何感知光的,并促进新的光学研究和数据存储技术的发展。

许多生物利用光敏蛋白来收集太阳的能量,并帮助它们生存。其中一些利用叶绿素通过光合作用转化阳光,而另一些则使用视紫质。这种蛋白质与一种叫做视黄醛的维生素A结合,可以捕捉光线。人眼视杆细胞中嵌入了最著名的视紫质,它帮助人们在黑暗中看到东西。但视紫质的另一种形式有助于小生物(如藻类和细菌)吸收光来产生化学能。

在收集以色列加利海的DNA样本时,研究人员试图寻找第二种视紫质。回到实验室后,研究人员筛选DNA样本,寻找编码光反应蛋白的基因。当他们将视黄醛添加到大肠杆菌中时,它变成紫色——这是视紫质的可能迹象。据《科学》杂志最近报道,研究小组表示,当他们进一步测试DNA时,他们发现了一种全新的光食蛋白,将这种视紫蛋白命名为太阳视紫蛋白。

目前,科学家还不了解这种新视紫质的工作原理。它的DNA类似于制造化学能的视紫质,但研究人员怀疑它类似于人们眼中的视紫质,是一种光敏蛋白,因为它的完成光转换周期很长。可以肯定的是,新蛋白质似乎无处不在,存在于细菌、藻类、古生菌甚至病毒中。这种新的蛋白质家族甚至存在于一些人以前不知道它能感受到光的细菌和其他微生物中。

光敏蛋白可能会在数据存储、光遗传学等领域展示技能,使科学家能够用光操纵转基因神经细胞。但前提是,人们必须了解这种新蛋白质的基本特征。

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