能解决温室气体问题的“超载植物”

通常含有天然酶的植物能够将大气中的二氧化碳转化为化合物，例如糖类等。据一项新的研究发现，一队生化学家发现能够提高植物对温室气体吸收的新方法。

这项研究发表于《科学》杂志上，来自德国马尔堡马克斯普朗克研究所的陆地微生物学研究人员Tobias Erb及同事们描述了他们是如何完成例如光合作用这种逆向过程的。研究人员让这些植物吸收二氧化碳，并转化为有机化合物，例如糖类，同时找到一种更好的方法让这一进程加快。

Popular Mechanics和Christian Science Monitor杂志对他们的研究进行了解释，科学家们利用一种新的二氧化碳固定酶，在植物体外合成新的生物学通路。这种酶固定二氧化碳的速率比天然植物快了将

近20倍。他们指出，这一发现可能会使整个过程节约25%的能量损耗。

Erb表示，我们的灵感来源于大自然本身，大量的细菌和微生物可以通过与植物不同的生物机制解决大气中的二氧化碳问题。这也告诉我们，自然界中可能有其它的方法来减少二氧化碳。

据Popular Mechanics的报道，目前植物和藻类每年能够通过一系列的化学反应吸收350吨二氧化碳。这种化学反应被称为卡尔文循环，它将简单的二氧化碳分子转化为复杂的糖类，例如葡萄糖。可问题是，人类所排放的二氧化碳是它们吸收的四倍那么多。

为了提高这种化学过程的效率，Erb和他的团队在卡尔文循环的基础上发开了一种新的碳吸收循环模式，并将其称为CETCH循环。他们从9种不同生物体中合成了17种酶并进行测序，同时提出一种二氧化碳固定通路的新概念，以达到将二氧化碳从地球大气中高效去除的目的。

研究人员使用的这种新的酶被称为ECR，它对空气中二氧化碳的吸收率是天然二磷酸核酮糖羧化酶的几倍。Popular Mechanics解释说，新的碳吸收过程需要11步，它能够将大气中的二氧化碳转化为乙醛酸，而且在自然环境中的转化过程比实验室快得多。

Erb承认，其实很难知道CETCH循环在自然条件下究竟有多快，因为它的循环步骤比卡尔文循环少，循环中的酶也比卡尔文循环高效。但是，他推测其速度可能是卡尔文循环的两到三倍。此外，这个过程中产生的乙醛酸可以转化为生物燃料或者抗生素。

美国伊利诺伊大学香槟分校的植物学家Lisa Ainsworth表示，这项研究成果足以振奋系统生物学领域，因为这种理论上的二氧化碳固定方式确实可以实现。虽然这种固定方式或者其它的理论方式能否改变植物对大气二氧化碳的吸收还是一个悬而未决的问题，但至少研究为其开启了可能性。