世界首次 中国实现二氧化碳到淀粉人工合成 或解决粮食危机

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日前,中国科学院天津工业生物技术研究所在淀粉人工合成方面取得重大突破性进展,在国际上首次在实验室实现了二氧化碳到淀粉的从头合成。

该成果于北京时间9月24日在线发表在国际学术期刊《科学》。“这也意味着,人们所需要的淀粉,今后可以将二氧化碳作为原料,通过类似酿造啤酒的过程,在生产车间中制造出来”,中国科学院天津工业生物所所长马延和说。

中国科研团队通过“光能-电能-化学能”的能量转变,成功构建从二氧化碳人工合成淀粉仅需11步反应的途径。(中国央视视频截图)

淀粉是粮食最主要的成分,通常由农作物通过自然光合作用固定二氧化碳生产。自然界的淀粉合成与积累,涉及60余步生化反应以及复杂的生理调控。马延和带领团队,采用一种类似“搭积木”的方式,从头设计、构建了11步反应的非自然固碳与淀粉合成途径,在实验室中首次实现从二氧化碳到淀粉分子的全合成。

实验室初步测试显示,人工合成淀粉的效率约为传统农业生产淀粉的8.5倍。不过,这一成果目前尚处于实验室阶段,离实际应用还有距离。

专家预计,如果未来该系统过程成本能够降低到可与农业种植相比的经济可行性,将可能会节约90%以上的耕地和淡水资源,避免农药、化肥等对环境的负面影响,提高人类粮食安全水平,促进碳中和的生物经济发展。

据官方介绍,天津工业生物所自2015年起,聚焦人工合成淀粉与二氧化碳生物转化利用,开展需求导向的科技攻关,集聚所内外创新资源,加强“学科—任务—平台”整合,实现各方科研力量的有机融合和高效协同。研究所根据项目研究需求进行人才布局,组建了当初平均年龄30周岁的优秀青年科学家团队。

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