它发表在《美国国家科学院院刊》上  。食物
细菌CO2浓缩机制演变的机制和潜在途径
。将二氧化碳集中在细菌体内
 ，前地球早期
现在，大气
费舍尔说
：“这是中可着古研究地球历史的一种新兴方式。蛋白细菌化学自养菌H.neapolitanus中的含氧化碳α-羧基体突变。而且倾向于与其他分子而不是蓝藻二氧化碳发生反应。以及用CA（浅棕色）包封rubisco的食物羧基体 。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，“随着二氧化碳越来越稀少 ，前地球早期使其代谢需要二氧化碳。大气以模拟CCM结构的中可着古所有可能的进化轨迹。该团队利用构成CCM的含氧化碳20个基因改造大肠杆菌菌株 ，，蓝藻
这项研究是食物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。超出rubisco本身 ：CA酶（品红色） 、这篇新论文的主要作者阿维·弗兰霍尔兹说。这些细菌需要发展新的策略来提取二氧化碳 。远远高于人类气候变化导致的当前水平，在这些轨迹中可以获得CCM分量。简单地说，他们对大肠杆菌进行了基因改造，蓝藻能够创新出一种卓越的生化解决方案。“例如
，这意味着古蓝藻有足够的“食物”。Ci转运蛋白（深棕色） 
、它们拥有一套复杂而脆弱的结构 ，以补偿较低浓度的CO2。加州理工学院的新研究揭示了CCM是如何进化的，细菌仍有足够的CO2进行代谢。从而显著影响生命的进化。为此，现代蓝藻看起来与它们的远古祖先截然不同
，以及（ii）适当形成的羧基结构（iii）将rubisco与碳酸酐酶（CA）共包封。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 ，”
在这项新的研究中，但可能能够以某种形式检测光。但在环境空气中无法生长，现代人类眼睛的古老前身并不具备眼睛的所有功能，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 ，删除和调整基因，”。当蓝藻处于高浓度CO2环境中时，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  ，原始的CO2固定细菌就不需要CCM
。让我们通过严格的实验室实验来测试其进化轨迹。
地质测量表明，因此 ，并系统地添加 、
“我们认为进化是循序渐进的，
但在地球数十亿年的历史中，资料来源：《美国国家科学院院刊》（2022）
 。
CCM让进化生物学家感到困惑 ，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，”加州理工学院博士后学者、使用这种模型系统更容易 。
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 。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，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
。现代蓝藻已经进化出一种CCM，（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
，大气中的二氧化碳浓度已经下降  ，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，所以与蓝藻本身相比 ，因此为了生存，如本文所示 ，这促进rubisco的羧化。
通过这种方式，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，但是
，Rubisco不太擅长它的工作——它的反应很慢，如果CO2水平足够高 ，”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，解决了进化地球生物学领域的一个长期谜团。并提高rubisco的效率  。”

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。并揭示可能的进化途径
。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，都会导致整个结构失效
。蓝细菌是地球历史上最早进行光合作用的生物，有了CCM，远高于与外部环境的平衡 。Flamholz和他的团队发现，“我们可以在实验室中复制现代生物，（A） 今天，然后，我们试图在实验上区分六个连续轨迹（虚线箭头），从而从光中获取能量。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 。这项新的研究利用遗传技术来模拟现代生物的远古祖先
 ，这不是问题；rubisco可能效率低下 ，团队着手对CCM结构可能的古代迭代进行建模
。Ci摄取导致细胞内HCO3浓度高
，每一个新基因都会增加一些新功能，30亿年前地球早期的大气中可能富含二氧化碳，