研究人员发现：许多水生微生物的光能转换比以前已知的更复杂

植物通过光合作用将光转化为它们可以使用的一种能量形式——一种叫做三磷酸腺苷 (ATP) 的分子。这是一个复杂的过程，还会产生糖和氧气，糖可以供植物以后用作能量。一些生活在水源光暴露层中的细菌也可以将光转化为 ATP，但它们使用的过程比光合作用更简单且效率更低。尽管如此，Technion-Israel Institute of Technology 的研究人员现在发现这个过程并不像以前想象的那么简单和有限。 视紫红质是细菌用来产生 ATP 的光驱动质子泵。光合作用是一个涉及多个阶段和蛋白质的过程，而视紫红质则自行完成一切。它不是更有效率，而是就像中世纪作坊和现代工厂之间的区别。视紫红质被称为“视网膜”的分子激活，该分子吸收光。具体来说，在这些蛋白质中，视黄醛吸收绿光。一种不同的分子，一种类胡萝卜素“天线”，可以使它也吸收蓝光，从而增加视紫红质可以产生的能量。

然而，迄今为止，这些触角仅在两种稀有细菌物种中被发现，而生活在海洋和湖泊表面的细菌中有一半含有视紫红质基因。

对于在 Technion 生物学院 Oded Béjà 教授的指导下工作的研究生 Ariel Chazan 来说，这似乎很奇怪。能够吸收蓝色范围内的光是有利的，因为蓝光可以更深入地渗透到水中。类胡萝卜素在自然界中广泛存在。会不会有一个有用的工具就在身边，没有细菌会把它捡起来？Chazan 先生假设，许多细菌使用的触角尚未被发现。他开始寻找他们。 你如何在不知道你到底在找什么的情况下找到一个分子？查赞先生去钓鱼了。他从 Kinneret 湖取水，并分离出已知的视紫红质质子泵。然后他用它们作为诱饵，在同一水域中寻找潜在的触角。附着在视紫红质上并在蓝光下增加能量输出的分子正是他正在寻找的分子。他发现了很多。在视紫红质的背景下，科学家们并不熟悉许多分子变体，而微生物显然正在利用这些变体从它们所暴露的光中产生更多能量。

在 Kinneret 湖发生事情是一回事。但如果同样的事情发生在全世界的海洋中，那将是开创性的。因此，Chazan 先生开始对海水进行同样的实验。他还在努力证明其他事情：他发现的分子不仅在试管中而且在活细胞内都是有效的视紫红质天线。所有的实验都证明是积极的。

“这是关于地球上初级生产者的新知识——从无机能源中产生可供生物使用的能量的生物体。其他生物体以这些为食，因此使用系统中已有的能量。所以，我们发现更多的能量正在进入食物链，这比以前已知的要多，”Chazan 先生说，并解释了他的发现的重要性。科学界一致认为这项研究具有深远的影响，最近发表在《自然》杂志上。

这项工作由一个国际团队完成，其中包括来自日本、西班牙和以色列的团队。查赞先生使用的“钓鱼”方法是老套路，几乎是过时的套路。“当我提出它时，人们有点怀疑，”他说。

“但我喜欢以以前从未使用过的方式应用现有技术。我们不应该仅仅因为我们的工具箱中有更新和更闪亮的东西而忘记旧工具。进入该领域，看看大自然给了我们什么，需要比以往更多的努力订购干净的工业生产套件并在实验室中完成所有操作。但那些无菌套件离我们希望研究的自然界更远，而且在过渡过程中会丢失东西。”