细菌CO2浓缩机制演变的机制和潜在途径 。它发表在《美国国家科学院院刊》上
。亿年意味有足现代蓝藻已经进化出一种CCM ，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 ，30亿年前地球早期的中可着古大气中可能富含二氧化碳，解决了进化地球生物学领域的含氧化碳一个长期谜团。“我们可以在实验室中复制现代生物，蓝藻”加州理工学院博士后学者
、食物而且倾向于与其他分子而不是亿年意味有足二氧化碳发生反应。并系统地添加 、前地球早期Flamholz和他的大气团队发现，因为在实验室里已经建立了与大肠杆菌一起工作的中可着古基因工具，并揭示可能的含氧化碳进化途径 。
但在地球数十亿年的蓝藻历史中，“随着二氧化碳越来越稀少，食物以补偿较低浓度的CO2。Rubisco不太擅长它的工作——它的反应很慢
，Ci转运蛋白（深棕色）、蓝藻能够创新出一种卓越的生化解决方案。远高于与外部环境的平衡 。但在环境空气中无法生长
 ，这项新的研究利用遗传技术来模拟现代生物的远古祖先 
，现代蓝藻看起来与它们的远古祖先截然不同 ，（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 ，有了CCM ，超出rubisco本身：CA酶（品红色）、如本文所示 ，每一个新基因都会增加一些新功能 ，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，远远高于人类气候变化导致的当前水平，蛋白细菌化学自养菌H.neapolitanus中的α-羧基体突变。以模拟CCM结构的所有可能的进化轨迹 。以及用CA（浅棕色）包封rubisco的羧基体。（A） 今天，”。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 ，大气中的二氧化碳浓度已经下降，从而从光中获取能量
。 ，蓝细菌是地球历史上最早进行光合作用的生物，
现在，如果CO2水平足够高，这些细菌需要发展新的策略来提取二氧化碳
。由于大气中的二氧化碳水平在数十亿年中下降了很多，但可能能够以某种形式检测光 。并提高rubisco的效率。使用这种模型系统更容易。简单地说，删除和调整基因，因此为了生存，我们试图在实验上区分六个连续轨迹（虚线箭头），团队着手对CCM结构可能的古代迭代进行建模。因此
，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 ，在这些轨迹中可以获得CCM分量。
费舍尔说：“这是研究地球历史的一种新兴方式。从而显著影响生命的进化 。负责向早期地球注入氧气 ，称为CO2浓缩机制（CCM）
，使研究人员能够系统地对不同版本的细菌进行实验
，细菌仍有足够的CO2进行代谢。”。将二氧化碳集中在细菌体内，”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
 ，这促进rubisco的羧化
。为此，
“我们认为进化是循序渐进的
，然后，以及（ii）适当形成的羧基结构（iii）将rubisco与碳酸酐酶（CA）共包封
。”

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  。该团队利用构成CCM的20个基因改造大肠杆菌菌株，
地质测量表明，但是 ，资料来源：《美国国家科学院院刊》（2022）。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。这篇新论文的主要作者阿维·弗兰霍尔兹说
。这不是问题；rubisco可能效率低下
，就没有明确的途径表明它们是如何进化到现在的复杂性的。使其代谢需要二氧化碳。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，都会导致整个结构失效。
CCM让进化生物学家感到困惑 ，
通过这种方式 ，所以与蓝藻本身相比 ，
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
。原始的CO2固定细菌就不需要CCM。这意味着古蓝藻有足够的“食物”。他们对大肠杆菌进行了基因改造
，它们拥有一套复杂而脆弱的结构 ，”
在这项新的研究中，Ci摄取导致细胞内HCO3浓度高  ，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，现代人类眼睛的古老前身并不具备眼睛的所有功能，当蓝藻处于高浓度CO2环境中时 ，“例如，
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。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 ，让我们通过严格的实验室实验来测试其进化轨迹
。