發現新葉綠素 澳華裔教授獲生命科學獎

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【大紀元2011年10月13日訊】(大紀元記者李睿、李曉宇澳洲悉尼綜合報導)科幻大師艾薩克•阿西莫夫(Isaac Asimov)曾經說過:「在科學界聽到的最令人興奮的、預示新發現的詞句,不是『尤里卡(Eureka)』,而是『有趣的是……』。」悉尼大學華裔陳敏副教授發現新型的葉綠素正是這樣一種意外的收穫。這與上一次科學家們發現新的葉綠素,已經相隔六十年了。

西澳海水清澈見底的鯊魚灣有著由細菌構成的古老岩石,這裡是西澳大利亞海岸線吸引遊客到訪的自然景點之一。但生活在海洋深處疊層石的細菌,如何在幾乎沒有可見光照射到的地方依靠太陽能生存呢?正是陳敏副教授發現了這些奇妙的生物賴以生存的秘密。

10月12日在堪培拉舉行的頒獎儀式上,陳博士榮獲2011年澳大利亞科學部長獎的年度生命科學家獎項。去年在鯊魚灣,陳博士發現了俗稱的藍藻,藍藻利用不同形式葉綠素對植物和其它細菌產生作用,這種葉綠素被稱為「葉綠素f」,是1943年以來首次被發現的新形式葉綠素。陳博士說:「這是完全出乎我的意料。」

葉綠素是光合作用的核心,它可以使植物、藻類和藍藻吸收來自太陽的光,並利用它將二氧化碳轉變成碳水化合物。葉綠素以其綠顏色而得名,這是由於它主要吸收電磁頻譜藍色和紅色兩端的光線所致。

但陳博士發現的「葉綠素f」,其吸收光線的範圍有所不同,它能夠吸收電磁頻譜紅端深處的光,甚至超出了可見光的極限。

陳博士當時想從西澳取來的疊層石樣本中尋找葉綠素d,疊層石是藍藻建造的岩石,過程中卻偶然發現了意想不到的葉綠素f。她說:「我們開始想都沒有想發現新的分子,我們在找葉綠素d,我們確實找到了一些疊層石。但在做顏色分析時,我們注意到了新的東西。」

此時,陳博士對於這是否是一種新型的分子還持謹慎態度,她接下來做了更多試驗,分析其光譜和分子結構。同時她諮詢了該領域的許多專家,能找的都找了,並翻閱了大量文獻。

這樣一來就很清楚了:這是一種新的葉綠素,還沒被發現過。「那一刻感到很興奮,那是一個重大時刻」。去年8月,她在《科學》雜誌上發表了這一重大發現。

葉綠素f是其同類分子家族中不尋常的一員,它能夠吸收波長720nm的紅外光,並從這些光子中提取能量。難怪在幾乎沒有可見光線到達的疊層石中才能發現它。

葉綠素d很特別,在1943年發現紅藻後,沒有人再次找到過。直到1996年日本的研究小組發現它是藍藻中葉綠素存在的主要形式,生活在低光照條件下的珊瑚礁上的海鞘這樣一個人們不熟悉的地方。

陳博士曾前往蒼鷺島潛水,收集各種並不常見的細菌。葉綠素d比其它葉綠素更能吸收光譜中偏紅的那部份光線。這讓陳博士想到深水的疊層石可能利用這種細菌,於是她便和同事一起去尋找。結果,她發現葉綠素f比葉綠素d更能吸收偏紅的光波。

瞭解藍藻細菌在科學上十分重要,因為它們是通過光合作用產生的氧氣生存的第一種生物體。陳博士說,它們改變了地球。葉綠素f的發現也有實際用途,有助於研發更高效的太陽能電池和生物燃料的開發。

陳博士說:「作為科學家,最高興的就是發現全新的東西。不過,這並不經常發生,你需要努力工作,要真的很耐心。」

陳敏出生於中國,在東北師範大學完成了本科和植物生理學碩士學位,碩士時她跟導師研究大豆,比較葉綠素a和葉綠素b的水平和大豆產量之間的關係。隨後她在德國的一個實驗室擔任研究助理4年,研究植物組織的再生。1998年她隨已經獲得悉尼大學任職的化學家丈夫一起移居澳洲,在悉尼大學拉科姆(Tony Larkum)教授實驗室任榮譽助理兩年。隨後她終於獲得錢攻讀了博士學位。直到去年她發現新型葉綠素之前,人們只知道四種類型的葉綠素,被稱葉綠素a、b、c和d。

陳敏一直研究葉綠素d,葉綠素d主要吸收光譜紅色端的光線,1943年發現的,但一直被科技界視為一個偶然現象,因為到處找不到它。直到1996年日本一個研究團隊發現它是生活在低光照環境下的藍藻的一種主要葉綠素存在形式。陳敏就想了解它如何在極弱的光照下生存。

被宣佈為年度生命科學家,是很大的榮譽。她說:「這對我來說是一個驚喜,當然很高興,這個獎對我意味著很多。它意味著我所從事的研究領域受到人們重視;也意味著我的研究工作得到澳洲其它科學家的認可。這對我來說很重要,尤其我還是一個年輕的科學家。」

在國會大廈舉行的頒獎儀式上,共頒發了五個獎項,其中來自墨爾本大學的兩名化學家,瑞扎多教授(Ezio Rizzardo)和所羅門教授(David Solomon)被授予總理科學獎,他們的創新發明是能夠定制日常用品中使用的塑料和其它聚合物,如塗料、粘合劑和潤滑劑。每位獲獎者獲得一枚金獎章、一枚金胸針和30萬澳元的獎金。◇

(責任編輯:李熔石)

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