科研人员向破解光合作用的终极秘密迈进

中日研究人员在解析光合作用中一种关键蛋白复合物结构方面的突破性工作，28日以封面文章的形式登上了美国《科学》杂志。这项成果不仅使科研人员向揭示光合作用高效能量转换的终极秘密更近一步，也有助于设计高效太阳能电池或人工光合作用系统。

光合作用是自然界中高效利用光能的典范，众所周知其原理是绿色植物利用太阳能把二氧化碳和水合成有机化合物并释放出氧气，但科学界对它在原子尺度上的工作细节不甚清楚。比如，光合作用中起关键作用的一种物质是光合膜蛋白超分子复合物PSI-LHCI，它在原子水平的高分辨率结构一直未获得解析。

研究负责人之一、中国科学院植物研究所沈建仁研究员告诉新华社记者，该复合物能高效吸收太阳光能并帮助将其转化成化学能。在新研究中，沈建仁等人先是制备出PSI-LHCI的高质量晶体，然后利用高强度Ｘ射线扫描，以2.8埃（1埃为10的负10次方米）的世界最高分辨率解析出其结构。

沈建仁说，这一成果为在分子水平上阐明光合作用中高效利用光能的机制奠定了基础，为高效太阳能电池或人工光合作用系统的设计提供了可靠的理论依据，对解决人类社会可持续发展所面临的能源、粮食和环境等问题也有重大意义。

《科学》杂志评委对这项工作给予高度评价，认为它是一次新的突破，对于众多研究领域来说具有显著的重要性，包括植物生理、生态、生物化学、生物物理和理论化学领域等。

这项研究由中科院植物所和日本冈山大学的研究人员共同完成，中科院植物所是该工作的第一完成单位。