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          中國科學家突破二氧化碳人工合成淀粉技術
          信息來源:新華社 發布時間:2021年9月27日 瀏覽:557 次

          以二氧化碳為原料,不依賴植物光合作用,直接人工合成淀粉——看似科幻的一幕,真實地發生在實驗室里。中國科學家首次實現了二氧化碳到淀粉的從頭合成,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。

          淀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。自然界的淀粉合成與積累,涉及60余步生化反應以及復雜的生理調控。人工合成淀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,采用一種類似“搭積木”的方式,從頭設計、構建了11步反應的非自然固碳與淀粉合成途徑,在實驗室中首次實現從二氧化碳到淀粉分子的全合成。核磁共振等檢測發現,人工合成淀粉分子與天然淀粉分子的結構組成一致。

          實驗室初步測試顯示,人工合成淀粉的效率約為傳統農業生產淀粉的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淀粉量相當于我國5畝玉米地的年產淀粉量。

          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,并使其工作效率大幅高于自然生物過程,跨越了自然途徑數億年的進化。這一突破,為淀粉的車間生產打開一扇窗口,并為二氧化碳原料合成復雜分子開辟了新的技術路線。

          對于此次成果,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。

          中科院副院長周琪說,成果目前尚處于實驗室階段,離實際應用還有距離,后續需盡快實現從“0到1”概念突破到“1到10”的轉換。






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