北京
微生物世界存在一个反常识的事实：地球上绝大多数生物量并非来自阳光，而是来自石头。
波茨坦大学与马尔堡大学联合团队最新发表于《自然·通讯》的研究，揭示了这类"食岩微生物"如何在零能耗状态下完成碳固定的分子机制。研究团队通过电子显微镜和红外光谱技术，首次解析了硫细菌Halothiobacillus neapolitanus中DAB2膜蛋白复合体的结构。
碳是生命的骨架元素。我们熟悉的自养生物——蓝藻和植物——依赖光合作用将二氧化碳转化为碳水化合物。但这类光能自养者只是少数。更庞大的群体是化能无机自养微生物，它们从氢气、硫化物等无机物中获取能量，被称为"岩石食客"（lithotrophs）。
固碳的关键步骤是将二氧化碳转化为细胞可用的碳酸氢根（HCO₃⁻）。二氧化碳可自由穿透细胞膜，但带电荷的HCO₃⁻不行——通常需要消耗ATP才能泵入胞内。对于栖息在极端环境的岩石食客而言，ATP是稀缺资源，浪费不得。
DAB2复合体解决了这个矛盾。研究团队负责人、马尔堡大学Emmy Noether课题组负责人Jan Schuller博士表示："电子显微镜观察显示，DAB2将碳酸生成反应与跨膜浓度梯度相偶联。"
具体而言，该蛋白在膜内直接催化CO₂与水的反应，生成的HCO₃⁻被立即截留于细胞内，无需额外能量输入。这是一种"就地生产"策略——不运输，只转化。
这一发现的意义超出基础生物学范畴。工业固碳技术长期受困于能耗瓶颈，而岩石食客用亿万年进化给出了低能耗方案。DAB2的结构数据为人工设计类似系统提供了分子蓝图。
研究团队来自德国波茨坦大学和马尔堡大学，相关成果已通过同行评审发表于《自然·通讯》。
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