中國科學家突破二氧化碳人工合成澱粉技術

據新華社電 （記者董瑞豐、王井懷）以二氧化碳為原料，不依賴植物光合作用，直接人工合成澱粉——看似科幻的一幕，真實地發生在實驗室裏。中國科學家首次實現了二氧化碳到澱粉的從頭合成，相關成果北京時間9月24日由國際知名學術期刊《科學》在線發表。

澱粉是糧食最主要的成分，通常由農作物通過自然光合作用固定二氧化碳生產。自然界的澱粉合成與積累，涉及60餘步生化反應以及複雜的生理調控。人工合成澱粉是科技領域一個重大課題。此前，多國科學家積極探索，但一直未取得實質性重要突破。

中國科學院天津工業生物技術研究所研究員馬延和帶領團隊，採用一種類似“搭積木”的方式，從頭設計、構建了11步反應的非自然固碳與澱粉合成途徑，在實驗室中首次實現從二氧化碳到澱粉分子的全合成。核磁共振等檢測發現，人工合成澱粉分子與天然澱粉分子的結構組成一致。

實驗室初步測試顯示，人工合成澱粉的效率約為傳統農業生產澱粉的8.5倍。在充足能量供給的條件下，按照目前技術參數，理論上1立方米大小的生物反應器年產澱粉量相當於我國5畝玉米地的年產澱粉量。

馬延和介紹，此次研究設計、組裝出一種自然界不存在的合成代謝途徑，並使其工作效率大幅高於自然生物過程，跨越了自然途徑數億年的進化。這一突破，為澱粉的車間生產打開一扇窗口，併為二氧化碳原料合成複雜分子開闢了新的技術路線。

對於此次成果，德國科學院院士曼弗雷德·雷茲、美國工程院院士延斯·尼爾森等國際知名專家均給予高度評價，認為這一重大突破將該領域研究向前推進了一大步。

中科院副院長周琪説，成果目前尚處於實驗室階段，離實際應用還有距離，後續需儘快實現從“0到1”概念突破到“1到10”的轉換。