新聞觀察：顛覆性技術獲突破 實驗室裏“種”澱粉
央視網消息：中國科學家歷時6年多科研攻關，世界上首次在實驗室中實現從二氧化碳到澱粉分子的全合成，這一成果被認爲是繼上世紀60年代在世界上首次完成人工合成結晶牛胰島素之後，中國科學家又在人工合成澱粉方面取得重大顛覆性、原創性突破。這意味着，顛覆性技術獲得突破後，不需要種植農作物，直接在生產車間中製造澱粉成爲可能。
中國科學家團隊在實驗室中首次實現從二氧化碳到澱粉分子的全合成，這一人工途徑的澱粉合成速率是玉米澱粉合成速率的8.5倍。這一顛覆性技術中的核心關鍵是在計算設計人工途徑中的生物酶催化劑，科研團隊從動物、植物、微生物等31個不同物種來源挖掘合適的生物酶催化劑，構建了一條只有11步反應的人工澱粉合成途徑，與自然界澱粉合成需要的60多個步驟相比，顯著降低了合成的複雜度。
針對人工途徑中來源於不同物種的生物酶催化劑間存在難以適配的問題，研究團隊開發了模塊組裝優化與時空分離反應策略，解決了人工途徑中底物競爭、產物抑制等問題，最終獲得了澱粉合成速率和效率顯著提升的人工途徑。
那麼人工合成的澱粉和自然界的澱粉有何異同?專家介紹，從科學檢驗金標準核磁檢測來看，兩者是沒有區別的。
科研團隊介紹，在充足能量供給的條件下，按照目前的技術參數推算，理論上1立方米大小的生物反應器年產澱粉量相當於5畝土地玉米種植的平均年產量。雖然人工合成澱粉這一路徑已經打通，但是目前僅在實驗室生產了少量的澱粉樣品，要真正實現人工合成澱粉的工業化還面臨很多挑戰。
中科院天津工業生物所所長 馬延和：如果變成工業化，就是我們說以合成生物學的這種理念重新設計生物體甚至生物體的功能，然後讓它能夠突破自然生物的侷限，就可以大大縮短它的生產週期和降低成本。
業內專家稱，如果未來二氧化碳人工合成澱粉的系統過程成本能夠降低到與農業種植相比的經濟可行性，將會節約90%以上的耕地和淡水資源，避免農藥、化肥等對環境的負面影響，提高人類糧食安全水平，促進碳中和的生物經濟發展。
值班主任：顏甲