对于那些对我们迅速变暖的地球感到绝望的人来说，好消息是：我们可以给植物增压，帮助对抗气候变化的影响。科学家们发现了两种让植物更好地将二氧化碳转化为能源的方法——这些技术可以帮助植物创造更好的生物燃料，生产更多的粮食来拯救世界。

今天发表在《科学》杂志上的两项研究表明，不同的方法可以加速植物创造能量的过程——即固碳，或光合作用——可能会带来更好的未来。一个原因是，科学家们认为，碳固定的整个过程太慢，创造了一个新的、更快的循环。另一方面，研究人员设计了植物，以便它们能够吸收更多的阳光。这些强化植物的生长量高达20%，这对食品供应来说是一个大问题。

植物是我们在气候变化斗争中最好的盟友之一。全球变暖的发生是因为大气中二氧化碳太多，我们通过燃烧化石燃料等活动来增加二氧化碳。因为植物吸收二氧化碳，它们吸收了空气中多余的二氧化碳，甚至可以为我们争取更多的时间来应对全球变暖。但是光合作用的效率并没有想象的那么高，所以科学家们正在教植物如何更好地工作，让我们自己的生活更轻松。除了减少碳排放，还有其他好处：更好的植物生长意味着繁荣的人口有更多的食物。

为了使碳固定发生，有机体使用被称为酶的分子。但是主要的酶不能很快发挥作用，马克斯·普朗克陆地微生物研究所的合成生物学家托比亚斯·埃尔布说，他是其中一篇科学论文的合著者。

他的团队决定，他们可以设计一种方法，让这个过程更快地发生。他们花了数年的时间找出哪种酶的组合能协同工作来完成这项工作。最终，17种酶的组合符合要求。这些酶来自九种生物（包括大肠杆菌）。大肠杆菌和人类肝脏）。其中三种酶是用计算机设计的；这就是平衡的微妙之处。当这些酶结合在一起时，它们能比目前植物和其他生物更好地将二氧化碳转化为有机化合物。

这项工作还处于非常早期的阶段，也就是说，在试管中，因为它还没有在实际的生物体中进行测试。理论上，它应该对所有进行光合作用的生物都有效，因为它们的循环是相同的。但实际上，事情可能会变得棘手。埃尔布说，把这个过程想象成心脏移植。当你移植心脏时，你首先要抑制免疫系统，这样身体才不会排斥新**。为了将这种新的途径移植到植物中，Erb的团队还必须修补所有其他植物的过程——比如新陈代谢——以确保一切仍然有效。”埃塞克斯大学的生物学家克里斯汀·雷恩斯说：“这篇论文确实在突破技术界限。”你正在设计一个全新的途径，最大的问题是它是否能在生物体中存在，但这是一个有趣的概念证明。”

植物非常复杂，因此Erb的团队将首先关注细菌和藻类，这些细菌和藻类也会经历固碳。”这个想法首先是创造出能够使二氧化碳产生任何化合物的生物，比如使生物燃料更高效，或者为制药**化学建筑块，”Erb说。

加州大学伯克利分校的生物学家Krishna Niyogi也隶属于霍华德休斯医学中心和劳伦斯利弗莫尔国家实验室，她说，与其完全创造一个新的光合作用过程，不如走一条捷径，让植物现有的能量过程更有效率。他是另一项光合作用研究的合著者。

植物需要阳光，但所需的剂量各不相同——因此，当它们探测到过多的光时，它们会熄灭一些吸收光的叶绿素，从而减少吸收光的量。但当植物这样做时，它可能需要很长时间才能恢复到通常的光吸收水平，从而减缓它们的生长。Niyogi说，触发这种应对机制也不需要太多。因此，他的团队瞄准了这一“恢复”过程，希望能帮助植物利用尽可能多的阳光长大。

所有的植物都有三种特殊的蛋白质，它们可以调节在关闭叶绿素后“恢复”的速度。Niyogi的团队在某些烟草植物中添加了更多的这种蛋白质。这样，当太阳太多的时候，植物吸收的光仍然较少，但是很快就恢复到正常的光吸收水平。

与非工程植物相比，新的植物的增长幅度从14%到20%。联合国已经表示，到2050年，我们将需要生产70%的粮食来养活每个人，气候变化很可能导致粮食短缺。如果这种方法得到广泛的应用，它可以帮助我们生产更多的食物，而不需要更多的土地。

最初的实验是在烟草上进行的，因为这种植物很容易被改造。由于没有人吃烟草，尼约吉的研究小组现在正在研究水稻、高粱和木薯等作物(这项研究由比尔和梅琳达·盖茨基金会资助，因此他们将重点放在撒哈拉以南非洲地区容易获得的植物上.“他们仍然需要探索各种不同的条件，以确保这确实是一个普遍有用的工具，“而且他们不会意外地弄乱核电站的一个备用系统，”罗伯特·布兰肯希尔说，他是华盛顿大学圣路易斯分校的生物学家但这是一项非常优秀的研究——它设计精良，实施良好，令人兴奋。”