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--看似科幻的一幕，真实地发生在实验室里。我国科学家首次实现了二氧化碳到淀粉的从头合成，相关成果北京时间24日由国际知名学术期刊《科学》在线发表。

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。

这个突破的“含金量”如何?将来有望通过工厂大规模“制造”粮食吗?记者跟进采访解读。

核磁共振等检测察觉到，人工合成淀粉分子与天然淀粉分子的结构组成一致。

相比而言，自然界的淀粉合成依赖植物光合作用，涉及约60步代谢反应以及复杂的生理调控。

在充足能量供给的前提下，根据目前的技术参数推算，理论上1立方米大小的生物反应器年产淀粉量相当于我国5亩玉米地的年产淀粉量。

中国工程院院士陈坚透露，这个工作是典型的“0到1”的原创性成果。神户大学副校长近藤昭彦透露，这项研究成果将对下一代生物制造和农业发展带来变革性影响。

中科院天津工业生物所副研究员蔡韬:我们研究团队提出了化学和生物耦合催化合成淀粉的一个新的思路，目前在实验室只需要几个小时就可以完成农作物需要几个月的淀粉合成过程。

科研团队最新突破的淀粉人工合成不仅步骤更少，并且还具有更高的能量转化效率与合成速度。

中科院天津工业生物所所长马延和:虽然现在还是处于实验室阶段，将来还需要有更多的科学挑战，但一旦工业实现，它会对我们的粮食安全到二氧化碳的利用，到我们双碳的目标都会起到非常重大的支撑作用。

《科学》杂志国际及学术出版合作总监初晓英:它是人工合成淀粉这个领域的一个重大突破，也是从国际上来说第一次从二氧化碳合成了淀粉的整个的过程，这个过程对生物合成生物制造的领域是一个重大的里程碑式的突破，然后下一步对农业生产、对工业的生物制造实际上提供了一个新的途径，有非常重大的推进意义。

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，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。

马延和介绍，此次研究设计、组装出一种自然界不存在的合成代谢途径，并使其工作效率大幅高于自然生物过程，跨越了自然途径数亿年的进化。这一突破，为淀粉的车间生产打开一扇窗口，并为二氧化碳原料合成复杂分子开辟了新的技术路线。

关于此次成果，德国科学院院士曼弗雷德?雷兹、美国工程院院士延斯?尼尔森等国际知名专家均给予高度评价，认为这一重大突破将该领域研究向前推进了一大步。

据了解，经科技部批准，天津工业生物所正在牵头建设国家合成生物技术创新中心。

科研团队的下一步目标，一方面是继续攻克淀粉合成人工生物系统的设计、调控等底层科学难题，另一方面要推动成果走向产业应用，将来让人工合成淀粉的经济可行性接近农业种植。

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