MIT突破性研究：光合作用加速25%！全球糧食與氣候危機的新解方

麻省理工學院（MIT）的科學家們最近取得了驚人突破！他們利用尖端技術重新設計了光合作用中的關鍵酵素「Rubisco」，成功將其效率提升達25%。這項革命性發現可能為全球農業帶來翻天覆地的改變。

研究團隊採用「連續定向演化」技術，對源自低氧環境細菌的Rubisco進行改造。這種酵素雖然是地球上最豐富的蛋白質之一，但長期以來因其效率低下讓科學家頭痛不已。改良後的Rubisco不僅速度更快，還能有效抵抗氧氣幹擾，避免光合作用過程中能量浪費。

主持研究的MIT化學系教授Matthew Shoulders興奮表示：「這是Rubisco酶特性改良的重大突破，為其他形式的Rubisco工程帶來無限希望。」該研究已刊登在《美國國家科學院院刊》上，由研究生Julie McDonald擔任第一作者。

在光合作用過程中，Rubisco負責啟動將二氧化碳轉化為糖類的關鍵反應。然而，它的效率遠低於其他參與光合作用的酶，每秒僅能催化1-10次反應。更糟的是，它容易與氧氣結合，導致植物浪費約30%吸收的陽光能量。

研究團隊採用創新的「MutaT7」變異技術，這讓他們能在活細胞中同時完成變異和篩選，大幅加速研究程序。經過六輪定向演化後，科學家發現三個關鍵突變，這些變異都位於酵素的活性位點附近，能讓Rubisco更偏好與二氧化碳結合。

這項突破不僅在理論上意義重大，更具體指向實際應用價值。研究團隊現正將相同技術應用於植物Rubisco的改良，目標是提升作物光合作用效率，直接增加糧食產量。在氣候變遷加劇、全球糧食安全面臨挑戰的今日，這項研究無疑為人類帶來新希望。

該研究獲得美國國家科學基金會、國家衛生研究院等多方資金支援。隨著技術持續發展，或許不久的將來，我們就能看到「超級作物」問世，以更高效率將陽光轉化為糧食，同時幫助減緩氣候變遷。