海洋中，颗石藻作为主要的浮游植物群体，凭借其独特的光合作用能力，在海水不同深度的多变光环境中展现出强大的生存优势。这种微小生物不仅能高效捕获光能，还能通过光合自养实现快速繁殖，然而其光系统复合物如何实现这一高效过程的微观机制，长期以来一直是科学界的未解之谜。
近日，国际顶级学术期刊《Science》以封面文章形式刊登了一项突破性研究，由中国科学院植物研究所的科研团队主导，首次揭示了颗石藻高效利用光能的分子机制。该团队聚焦于赫氏艾米里颗石藻，通过纯化其光系统I-岩藻黄素叶绿素a/c结合蛋白（PSI-FCPI）超级复合物，并解析其三维结构，发现该复合物的光能转化效率高达95%以上，与高等植物的光合效率不相上下。
研究显示，颗石藻的光系统结构经过特殊优化，能够适应海洋中复杂的光环境。其超级复合物通过扩展光能捕获单元，并优化能量传递路径，实现了近乎无损耗的光能转化。这一发现不仅填补了光合生物适应进化研究的空白，也为理解海洋生态系统的碳循环提供了新视角。
参与研究的科学家指出，颗石藻的高效光合作用机制为合成生物学领域开辟了新方向。例如，通过模拟其光系统结构，未来可能设计出新型光合蛋白，甚至培育出吸收二氧化碳能力更强的生物品种。这一成果不仅有助于深化对光合作用本质的认识，也为应对全球气候变化提供了潜在的生物技术解决方案。
