“人工光细胞”为细菌装上“纳米光伏电机” 深圳科研成果登上国际期刊《科学进展》

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深圳新闻网2023年7月28日讯（深圳特区报首席记者 闻坤）在深圳科研团队的努力下，让微生物能利用光源并提高天然光合作用效率的研究工作取得重大突破——通过构建一种新型“人工光细胞”，将半导体材料吸收光能产生电子有效转化为生物能，让不能利用光能的工业发酵微生物可以有效利用光能，在生物制造方面更具优势。目前，该项成果发表于国际期刊《科学进展》。

据介绍，天然光合作用可以直接利用光能固定空气中的二氧化碳合成有机物，但光合作用的效率较低（通常低于1%）。近年来发展的半导体材料-纳米 光伏颗粒-微生物人工杂合体系，同时结合了高效捕获光能的半导体材料和高特异性催化的微生物细胞，已成功实现了让不能利用光能的微生物能够利用光能，并提高天然光合作用效率。

中国科学院深圳先进技术研究院联合国外高校团队，将高效吸收光能的半导体材料与高选择性催化的活细胞集成，合成一种新的人工体系（“人工光细胞”），利用微生物的优异胞内催化能力将半导体吸收的光能转化为化学能，可潜在大幅提高人工光合作用的效率和特异性生产复杂化合物的能力，为“光驱”生物制造技术提供新的路径。

论文通讯作者、深圳先进院合成生物学研究所副研究员高翔表示，目前研究开发的用于增强光能驱动化学品合成的周质空间材料-生物杂合体可以扩展到其他细菌或细胞中，提高光能利用和产物合成，还可以潜在地应用于重金属污染修复。结合半导体、丰富的分子生物学工具和现有的微生物模型，周质空间-生物杂合体平台将能够以经济有效的方式生产生物基化学品、燃料和药物分子。

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