二氧化碳“變身”淀粉

用二氧化碳合成淀粉，換句話說，相當于憑空也能造饅頭。

2021年9月24日，國際知名學術期刊《科學》雜志刊發了中國科學院天津工業生物技術研究所在淀粉人工合成方面取得的重大突破性進展。該研究在國際上首次實現了二氧化碳到淀粉的從頭合成。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。

此次在實驗室實現從二氧化碳到淀粉的從頭合成，是繼上世紀60年代在世界上首次完成人工合成結晶牛胰島素之后，中國科學家又在人工合成淀粉方面取得重大顛覆性、原創性突破。

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歷時6年多科研攻關，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。

人工淀粉的合成是一個典型的從0到1的原創性突破。如果這一研究結果能進入成熟的商業化生產，將對未來的農業領域，特別是糧食生產帶來革命性的影響。