二氧化碳“变身”淀粉

用二氧化碳合成淀粉，换句话说，相当于凭空也能造馒头。

2021年9月24日，国际知名学术期刊《科学》杂志刊发了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的重大突破性进展。该研究在国际上首次实现了二氧化碳到淀粉的从头合成。以二氧化碳为原料，不依赖植物光合作用，直接人工合成淀粉。

此次在实验室实现从二氧化碳到淀粉的从头合成，是继上世纪60年代在世界上首次完成人工合成结晶牛胰岛素之后，中国科学家又在人工合成淀粉方面取得重大颠覆性、原创性突破。

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。人工合成淀粉是科技领域一个重大课题。此前，多国科学家积极探索，但一直未取得实质性重要突破。

中国科学院天津工业生物技术研究所研究员马延和带领团队历时6年多科研攻关，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。核磁共振等检测发现，人工合成淀粉分子与天然淀粉分子的结构组成一致。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。在充足能量供给的条件下，按照目前技术参数，理论上1立方米大小的生物反應器年产淀粉量相当于我国5亩玉米地的年产淀粉量。

人工淀粉的合成是一个典型的从0到1的原创性突破。如果这一研究结果能进入成熟的商业化生产，将对未来的农业领域，特别是粮食生产带来革命性的影响。