随着世界的斗争，以满足不断增长的能源需求，加上CO的水平上升2毁林大气和化石燃料的使用，光合作用在本质上根本无法与碳循环跟上。但是，如果我们能够通过光合作用学习产生我们自己的能量，不产生二氧化碳的来源有助于自然碳循环2?人工光合作用做到了这一点，它利用太阳的能量的方式，最大限度地减少CO产生燃料2的生产。
在最近发表在美国化学学会期刊(JACS)上的一篇论文中，亚利桑那州立大学分子科学与生物模拟分子科学与生物设计中心的郝艳，刘艳和Neal Woodbury领导的研究小组报告优化系统的重大进展，模仿光合作用的第一阶段，捕获和利用太阳光能。
回顾我们在生物课上学到的东西，植物叶片光合作用的第一步是通过叶绿素分子捕获光能。下一步是将光能有效地转移到光合作用化学反应中心发生光化学反应的部分。这个过程称为能量转移，在天线复合体的自然光合作用中有效地发生。像收音机或电视的天线一样，光合作用天线复合体的工作是收集吸收的光能并将其汇集到正确的位置。我们如何建立自己的“能量转移天线复合体”，即吸收光能并将其转移到可以使用的距离的人造结构?
“光合作用已经掌握了收集光能并将其移动到适当位置以便进行光驱化学的技术。天然复合物的问题在于它们难以从设计角度重现;我们可以使用他们原样，但我们想创建符合我们自己目的的系统，“伍德伯里说。“通过使用与自然相同的技巧，但在我们可以精确设计的DNA结构的背景下，我们克服了这个限制，并且能够创建光收获系统，有效地传输光能量，我们想要它。 “
Yan的实验室开发了一种利用DNA自组装结构的方法，该结构可用作组装分子复合物的模板，几乎可以无限制地控制尺寸，形状和功能。利用DNA架构作为模板，研究人员能够将染料分子聚集在捕获并转移数十纳米能量的结构中，效率损失<1%/纳米。通过这种方式，染料聚集体模拟天然光合作用中基于叶绿素的天线复合物的功能，通过从被吸收的地方和将被使用的地方长距离有效地传输光能。
“很高兴看到DNA可以被编程为一个脚手架模板来模仿Nature的光捕获天线，以便在这个长距离上传输能量，”Yan说。“这是一个高度跨学科团队的研究成果的一个很好的证明。”
这项研究的潜在成果可以揭示捕获能量并将其转移到更长距离而没有净损失的新方法。反过来，这项研究的影响可能会导致设计更有效的能源转换系统的方式，这将减少我们对化石燃料的依赖。
“我很高兴参与这项研究，能够建立一些长期工作，可以与伊士曼柯达和罗切斯特大学的科学家和工程师进行一些非常富有成效的合作，”大学的David G. Whitten说。新墨西哥州化学与生物工程系。“这项研究包括使用他们的花青形成聚集组件，在这些聚集组件中，供体花青聚集体和受体之间会发生长距离能量转移。”
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