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| 来源：斯克里普斯海洋学研究所 发布时间：2023年5月31日
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| 浮游植物是海洋中主要的初级生产力来源。它们通过叶绿体进行光合作用产生氧气和固定二氧化碳。细胞器叶绿体起源于远古时期单细胞异养真核生物通过吞噬红藻而形成的内共生关系。在真核细胞或浮游植物细胞的细胞膜和细胞器膜上往往存在一种氢离子转运酶V型ATP酶(又称质子泵酶或VHA）。它利用ATP水解的能量将氢离子转运到液泡、囊泡或者胞外，从而维持细胞内正常的酸碱环境。最近，加州大学圣地亚哥分校的研究人员发现V型ATP酶可以通过改变叶绿体周围微环境的酸度来促进浮游植物的光合作用。这项研究发表在Current Biology杂志上，为我们理解全球范围内浮游植物产生氧气和固碳的过程提供了新的见解。 研究人员使用荧光绿色标签标记VHA的B亚基，并通过显微镜观察发现其分布在叶绿体周围。由于真核细胞中VHA的功能是将各种细胞器的管腔酸化至pH ≤6，研究人员推测VHA也可能酸化叶绿体周围的微环境，导致溶解无机碳在酸性环境加速脱水为CO2，从而促进光合作用。除了在硅藻中发现VHA促进光合作用的现象外，相同的情况也发生在其他次生内共生浮游植物如甲藻和颗石藻中。这表明VHA促进固碳的现象在次生内共生浮游植物中较为普遍。 一旦确定了这一底层机制，研究人员就能够将其与进化等多个方面联系起来。硅藻起源于约2.5亿年前原生动物和藻类的共生事件，最终导致两种生物融合为一，形成了硅藻。研究人员强调，在自然界中，一种细胞吞噬另一种细胞的过程（称为吞噬作用）非常常见，而质子泵是吞噬作用中细胞消化食物来源的关键。然而，在硅藻中发生了一些特殊情况，被吞噬的细胞没有被完全消化。研究人员表示：“捕食者的质子泵驱动的酸化最终促进了所摄入猎物的光合作用，而不是一个细胞消化另一个细胞。随着时间的推移，这两种独立的生物融合为一，就是我们现在所称的硅藻。”他们还指出，在硅藻起源的2.5亿年前，大气中的氧气大幅增加，藻类中新发现的机制可能在其中发挥了作用。 这项研究不仅有望为改善光合作用、碳封存和生物柴油生产等生物技术方法提供启示，还将有助于更好地了解全球生物地球化学循环、生态相互作用和气候变化等环境波动的影响。
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| 原文链接：https://www.cell.com/current-biology/fulltext/S0960-9822(23)00615-2 编译：刘晓琳 黄芳娟 相关链接：https://cjb.ijournals.cn/html/cjbcn/2016/4/gc16040487.htm
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