微生物视紫红质(Microbial rhodopsins)是将光转化为生物信号或能量的感光蛋白。在硅藻等真核光合浮游生物中黄色视紫红质家族的蛋白质很常见。然而,它们在这些生物体中的生物学作用仍然难以捉摸。德国东安格利亚大学研究人员从北极硅藻Fragilariopsis cylindrus中分离出的黄色视紫红质变体(FcR1),应用生物物理、生物化学和反向遗传学组合的方法,证明FcR1的新型xanthorhodopsin蛋白在铁限制条件下对硅藻的生长起到了关键作用。FcR1是一种质子泵,它可以将光能转化为生物信号或者能量,使硅藻在铁限制的环境下依然能够进行光合作用。实验证明在绿光下,FcR1在质体内的泵活性最高,而在红光下FcR1的作用并不明显。在表层海洋的天然硅藻群落中,黄色视紫红质转录物的丰度与溶解铁浓度反相关。因此,在铁限制条件下,硅藻在绿光照射下的生长明显增强,表明FcR1通过光合作用的方式促进了硅藻的生长。这项研究揭示了xanthorhodopsin家族蛋白质在铁限制的环境下对硅藻生长的重要作用。这不仅为我们更深入地了解硅藻在不同生长条件下的适应性提供了线索,也为光遗传应用和光驱动的生物学研究提供了新资源。(李亚清 编译;熊萍 校稿)