近日，我院光合作用与高光效农业课题组在光合作用机理研究中再次取得重要突破。首次解析了次级内共生真眼点藻——裸藻（Euglena gracilis）的光系统I-捕光天线（PSI-LHCI-LHCII）超复合物的高分辨率冷冻电镜结构，分辨率达2.06 Å。研究成果以“The architecture and energy transfer pathways of PSI-LHCI-LHCII in the phototrophic flagellate Euglena gracilis”为题，在国际顶尖学术期刊Nature Communications上在线发表。
裸藻的叶绿体起源于次级内共生，其光合膜蛋白复合物在进化上具有独特性状，但其核心机器PSI-LHCI的结构一直未知。本研究首次揭示了其独特结构：10个天线蛋白（9个LHCI和1个LHCII）结合在PSI核心的PsaM亚基侧，与陆生植物和初级内共生绿藻的经典结构截然不同；PSI核心仅由PsaA-E和PsaM亚基组成，呈现“精简版”结构；特有的PsaD亚基插入片段填补了其他物种中PsaH/L/O等亚基缺失造成的空间，并通过与LHC-3的相互作用稳固天线结合；天线蛋白以“面对面”形式形成二聚体，进一步组装为四聚体；特有的叶绿素对在不同天线亚基间构建了独特的能量传递网络，优化了能量流向，减少能量损失。
该研究揭示了次级内共生藻类如何重塑光合系统以适应生态位，为理解光合进化多样性和人工模拟光合作用提供了新思路与新元件。
本研究由济南大学与清华大学合作完成。我院秦晓春教授与清华大学/南方科技大学隋森芳院士为共同通讯作者，清华大学博士后黄国强、我院副教授董士尚及2025届硕士毕业生李琳为共同第一作者。研究得到国家自然科学基金、泰山学者项目及山东省自然科学基金等资助。
董士尚，男，副教授，博士毕业于南开大学，主要从事生物大分子三维空间结构的研究。在Nature Communications、JIPB以及PCE等刊物发表第一及通讯作者论文10余篇。
秦晓春，女，教授，博士毕业于中国科太阳城娱乐城
植物研究所，主要从事光合作用机理与应用的研究。在Science、Nature Plants以及Nature Communications等刊物发表第一及通讯作者论文30余篇。
论文链接：//www.nature.com/articles/s41467-026-70183-y
撰稿：董士尚 编辑：李强 编审：秦晓春
