在这图里大家可以看到,我们就发现了很多见光以后就不能生长的突变体,我们就怀疑它们可能不能利用光,或者是不能进行高效的光合作用。这个是我们日常培养藻类的一些情况,因为莱茵衣藻比较喜欢红光和蓝光,这个屋子里头特别刺眼睛,每次进去以后都要戴上护目镜,所以说每次回来以后 我都会自豪地讲,我刚从我们莱茵衣藻的拉斯维加斯回来,给人的感觉是灯红酒绿一样。中间这个图片是我们在研究很多重要的基因,包括蛋白功能的时候,我们要知道它的定位在哪,是定位在细胞膜上,还是定位在细胞质上,还有叶绿体上等等。
我又在想另外一个问题,就像我们人类白天工作,晚上的时候我们需要睡觉一样,我们很多光合生物,也是需要白天进行光合作用,但是晚上的时候它要进行呼吸作用。白天的时候把二氧化碳固定,释放出氧气,形成碳水化物,但是晚上的时候,要把碳水化合物进行降解掉,进行呼吸作用,同时释放出二氧化碳的过程。经历了黑暗的光合生物,一旦接收光,它会迅速地返回到光合作用中去,那么黑暗中是如何调控的?光合生物是如何适应黑暗的?这是我们关注的另外一个科学问题。
我们又采取遗传学的手段去寻找,这回我们寻找相反的,寻找一些在黑暗条件下就不长了,给它放到光条件下进行光合作用,又长的这些突变体,我们推测某一些基因的突变,就造成了藻不能完成黑暗适应这一个过程。经过不懈的努力,我们找到了一个非常关键的因子,叫做FDX5。我们可以看到最左边的中间那张图,在黑暗条件下这个藻就不长了,后来我们发现FDX5的功能特别强大,它可以调控脂肪酸代谢,可以调控膜脂代谢,还可以调控氧化还原平衡,去影响暗中适应,进而影响藻类返回到光条件下,进行光合作用的能力。
同时我们在研究黑暗适应的过程中,我们提出一个很重要的概念叫氢氧反应。顾名思义就是这里边有氢气,有氧气,我们知道氢气和氧气,混在一起是非常危险的,对吧?后来我们经过不懈的努力,找到一个合适的氢气、氧气、氮气和二氧化碳的浓度,就是在黑暗条件下,我们怎么能让藻类也可以生长的,一个外界给碳源的条件。