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地球上所有植物的“能量工厂”——光合作用，其实藏着个“拖后腿”的关键角色。它叫rubisco（核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶），虽然是地球最丰富的酶，却总被科学家吐槽“效率低”。最近，MIT的科研团队干了件大事：给这个“慢性子”装了个“加速器”！

 

光合作用里的“效率瓶颈”

简单来说（怕你听不懂）：植物把阳光变成糖时分两步——先存能量（ATP）；再用能量把二氧化碳变成葡萄糖（这步最关键）。而rubisco就是第二步里第一个出手干活儿那哥们儿——它负责把二氧化碳“绑”到一种叫核酮糖二磷酸（RuBP）分子上开始造糖反应。

但问题来了：这位老兄干活儿慢得离谱——每秒只能完成1到10次反应（其他酶分分钟能做几百次）；更气人的是它还总“认错人”，经常把氧气当二氧化碳“绑”上去（这叫光呼吸）——白浪费30%阳光能量不说还啥糖都造不出来。

 

MIT给它装了个“抗干扰器”

那怎么办？MIT团队想到个狠招——用“连续定向进化技术”给rubisco做“基因改造”！简单说就是让细菌带着突变版rubisco在高氧环境里“赛跑”：谁能更快造糖谁活下来；活下来的继续突变……像极了分子级别的“生存淘汰赛”。

他们选了种来自半厌氧细菌Gallionellaceae（自然界最快rubisco之一）的酶做“改造对象”——在大肠杆菌里养了六轮后发现：这哥们儿变聪明了！它学会了更“挑对象”——优先和二氧化碳反应，抗氧气干扰能力大大提升；催化效率直接涨了25%！

“提速版”rubisco能带来什么？

现在科学家正把这套技术往植物rubisco上试——要知道植物因为光呼吸每年白丢30%阳光能量！如果能让植物版rubisco也变聪明……

想象一下：玉米小麦长得更快更壮实；沙漠里种庄稼更省水；甚至可能帮地球多吸点二氧化碳——这对粮食安全和气候变化可都是大好事儿！

研究负责人Shoulders教授说：“这证明我们真能改造rubisco性能——给其他酶改造也指了条明路！”另一位研究者Wilson补充：“农业增产可能就靠这个更聪明版的rubisco了！”

 

 

从实验室到农田还有很长的路要走，但这次突破已经让我们看到：人类或许真能“升级自然”——用科技让光合作用更高效，给地球生命系统装个小马达～

你觉得这项技术最可能先应用在哪些作物上？

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