光合作用使我们的大气富含氧气，并形成我们食物供应的基石。但是在变化或压力的环境条件下，光合作用过程会变得不平衡，导致过量的高活性氧分子，如果它们不被中和，可能会导致细胞损伤。

由卡内基的Shai Saroussi和Arthur Grossman领导的国家科学院院刊的新工作探讨了光合藻类衣藻(Chlamydomonas)如何屏蔽这种潜在的危险。在这种情况下，了解植物如何最大限度地减少自身造成的伤害，可以帮助科学家在不断变化的气候条件下改善产量并对抗饥饿。

光合作用分阶段进行。首先，光被吸收并用于产生能量分子，然后为光合作用的第二阶段提供动力，其中来自空气的二氧化碳被固定成糖，例如葡萄糖和蔗糖。

该工作的一个方面表明淀粉合成是驱动光合作用的重要代谢途径。将糖和淀粉制造过程想象为为植物的电池充电，以后可以使用它，”格罗斯曼解释说。

但是在压力条件下，或者在没有光照的情况下，第二阶段的操作会减慢甚至完全关闭，这可能导致光返回时高活性氧副产物的积聚。

“当电池没有充电时，细胞需要将这种反应转移到其他过程中，以尽量减少细胞损伤的可能性，”格罗斯曼补充说。

研究小组 - 其中包括科罗拉多矿业学院的Devin Karns，Dylan Thomas和Matthew Posewitz，以及加州大学戴维斯分校的Clayton Bloszies和Oliver Fiehn--专注于阐明两种叫做FLV的蛋白质的功能。 PTOX，通过促进活性氧产物转化为水来保护植物细胞。

前者他们描述了一种离合器，它有助于光合作用装置的制糖部分在周围环境从黑暗变为光线后再次加速。后者他们将其描述为高压锅上的释放阀，在环境导致的生产减速之后转移危险的反应性副产物积聚。

“看到细胞如何协调这些机器以优化光合作用并最大限度地减少细胞损伤，这真是令人惊讶，”Saroussi总结道。“我们的研究结果显示了光合生物如何在不断变化的环境中进化以管理其能量预算的难题。”