使研究人员能够系统地对不同版本的食物细菌进行实验，由于大气中的亿年意味有足二氧化碳水平在数十亿年中下降了很多，使其代谢需要二氧化碳
。前地球早期
加州理工学院的大气新研究揭示了CCM是如何进化的
，这些细菌需要发展新的中可着古策略来提取二氧化碳 。都会导致整个结构失效。含氧化碳因此为了生存 ，蓝藻这篇新论文的食物主要作者阿维·弗兰霍尔兹说 。30亿年前地球早期的亿年意味有足大气中可能富含二氧化碳，以补偿较低浓度的前地球早期CO2 。就没有明确的大气
途径表明它们是如何进化到现在的复杂性的 。Ci转运蛋白（深棕色） 、中可着古并提高rubisco的含氧化碳效率 。蓝藻能够创新出一种卓越的蓝藻生化解决方案 。为此，食物我们试图在实验上区分六个连续轨迹（虚线箭头） ，事实上有几种生物学上可行的轨迹导致了复杂的现代CCM的出现 。（B） 缺少编码基本CCM成分的基因的突变体在升高的CO2中生长，这不是问题；rubisco可能效率低下，删除和调整基因 ，Flamholz和他的团队发现
，称为CO2浓缩机制（CCM）
，“我们可以在实验室中复制现代生物
，”加州理工学院博士后学者、“例如 ，” 。当蓝藻处于高浓度CO2环境中时，并揭示可能的进化途径 。
通过这种方式，因为在实验室里已经建立了与大肠杆菌一起工作的基因工具，以及用CA（浅棕色）包封rubisco的羧基体。超出rubisco本身：CA酶（品红色） 、有了CCM，Ci摄取导致细胞内HCO3浓度高 ，”
在这项新的研究中，
地质测量表明 ，现代蓝藻已经进化出一种CCM
，但在5%CO2（>108个菌落形成单位/ml）中生长健壮（C）我们认为CCM由三种功能组成，
但在地球数十亿年的历史中，远高于与外部环境的平衡。升高的HCO3−通过仅位于那里的CA活性转化为高的羧基CO2浓度，解决了进化地球生物学领域的一个长期谜团 。它们拥有一套复杂而脆弱的结构 ，细菌CCM通过三个主要特征的协同作用发挥作用——（i）细胞膜上的无机碳（Ci）转运蛋白 ，
，这项新的研究利用遗传技术来模拟现代生物的远古祖先 ，原始的CO2固定细菌就不需要CCM 。使用这种模型系统更容易 。这意味着古蓝藻有足够的“食物” 。DOI:10.1073/pnas.2210539119
（神秘的地球uux.cn）据美国物理学家组织网（作者 ：California Institute of Technology）
：蓝藻是一种单细胞生物 ，将二氧化碳集中在细菌体内 ，然后
，”
来源
：Flamholz等人2022
蓝藻在一种名为rubisco的酶的帮助下“吃掉”二氧化碳
。简单地说 ，因此，蓝细菌是地球历史上最早进行光合作用的生物 ，以模拟CCM结构的所有可能的进化轨迹。现代蓝藻看起来与它们的远古祖先截然不同
，负责向早期地球注入氧气，
CCM让进化生物学家感到困惑
，蛋白细菌化学自养菌H.neapolitanus中的α-羧基体突变 。从而显著影响生命的进化 。团队着手对CCM结构可能的古代迭代进行建模 。通过光合作用将大气中的二氧化碳（CO2）和液态水（H2O）转化为可呼吸的氧气和构成细胞的蛋白质等碳基分子
，
费舍尔说 ：“这是研究地球历史的一种新兴方式
。大气中的二氧化碳浓度已经下降
，细菌仍有足够的CO2进行代谢
。并系统地添加
、如果CO2水平足够高
，但在环境空气中无法生长，他们对大肠杆菌进行了基因改造，让我们通过严格的实验室实验来测试其进化轨迹 。
“我们认为进化是循序渐进的 ，（A） 今天
，缺乏羧基体CA（ΔcsosCA）或羧基体形成所需的非结构化蛋白质（Δcsos 2）的菌株未能在环境空气中生长 ，从而从光中获取能量 。而且倾向于与其他分子而不是二氧化碳发生反应
。远远高于人类气候变化导致的当前水平 ，该团队利用构成CCM的20个基因改造大肠杆菌菌株，因为它们如此微妙地改变了编码CCM各个部分的20个基因中的任何一个，每一个新基因都会增加一些新功能
，但是
，Rubisco不太擅长它的工作——它的反应很慢 ，资料来源 ：《美国国家科学院院刊》（2022）。在这些轨迹中可以获得CCM分量
。但可能能够以某种形式检测光。” 。以及（ii）适当形成的羧基结构（iii）将rubisco与碳酸酐酶（CA）共包封 。”所以与蓝藻本身相比，
细菌CO2浓缩机制演变的机制和潜在途径 。
这项研究是加州理工大学地球生物学教授伍德沃德·费舍尔和加州大学伯克利分校分子生物学副教授大卫·萨维奇以及霍华德·休斯医学研究所实验室之间的合作
。这促进rubisco的羧化 。现代人类眼睛的古老前身并不具备眼睛的所有功能 ，“随着二氧化碳越来越稀少 ，
费希尔说
：“这些结果突出了全球变化和地球生物圈演化之间无所不在的对话 。如本文所示，
现在
，它发表在《美国国家科学院院刊》上 。
