Light-powered CO(2) fixation in a chloroplast mimic with natural and synthetic parts.
Light-powered CO(2) fixation in a chloroplast mimic with natural and synthetic parts.
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DOI：
10.1126/science.aaz6802
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发表时间：
2020-05-08
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Erb TJ
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Miller TE;Beneyton T;Schwander T;Diehl C;Girault M;McLean R;Chotel T;Claus P;Cortina NS;Baret JC;Erb TJ
大自然将复杂的代谢和能量转换任务整合在诸如叶绿体或线粒体的隔室中。叶绿体将光转化为化学能，驱动CO2固定。在这里，我们使用微流体开发一个自下而上的方式，通过封装在细胞大小的液滴光合膜叶绿体模拟。这些可以通过光来激励不同的酶或酶级联，并对其催化特性进行多重和实时分析。我们演示了如何通过调整内部成分以及使用光作为外部触发器来编程和控制微滴。我们通过整合CETCH循环（一种用于CO2转化的合成网络）展示了我们平台的能力，并创建了一个人工光合系统，将自然和合成生物世界连接起来。
Nature integrates complex metabolic and energy converting tasks within compartments such as chloroplasts or mitochondria. Chloroplasts convert light into chemical energy, driving CO2 fixation. Here we use microfluidics to develop a chloroplast-mimic in a bottom-up fashion by encapsulating photosynthetic membranes in cell-sized droplets. These can be energized by light to power different enzymes or enzyme cascades, and analyzed for their catalytic properties in multiplex and real-time. We demonstrate how the micro-droplets can be programmed and controlled by adjusting internal compositions as well as using light as external trigger. We showcase the capability of our platform by integrating the CETCH cycle, a synthetic network for CO2 conversion, and create an artificial photosynthetic system that interfaces the natural and the synthetic biological world.
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