国际重大颠覆性突破 中国首次在实验室实现人工合成淀粉
中新网北京9月24日电 (记者 孙自法)二氧化碳能合成淀粉吗?对这个貌似天方夜谭的问题,中国科学家历时6年多科研攻关给出肯定和详细的答案。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——国际上首次在实验室实现二氧化碳到淀粉的从头合成。
由中国科学院天津工业生物技术研究所(中科院天津工业生物所)主导完成的人工合成淀粉重大科技突破进展成果论文,北京时间9月24日凌晨在著名国际学术期刊《科学》上线发表,从而为从二氧化碳到淀粉生产的工业车间制造“打开了一扇窗”。
这一人工途径的淀粉合成速率是玉米淀粉合成速率的8.5倍,向设计自然、超越自然目标的实现迈进一大步,为创建新功能的生物系统提供新的科学基础,也将为未来从二氧化碳合成淀粉开辟崭新道路,使未来淀粉的工业化生物制造成为可能。
业内专家称,如果未来二氧化碳人工合成淀粉的系统过程成本能够降低到与农业种植相比具有经济可行性,将会节约90%以上的耕地和淡水资源,避免农药、化肥等对环境的负面影响,推动形成可持续的生物基社会,提高人类粮食安全水平。同时,最新研究成果实现在无细胞系统中用二氧化碳和电解产生的氢气合成淀粉的化学-生物法联合的人工淀粉合成途径(ASAP),为推进“碳达峰”和“碳中和”目标实现的技术路线提供一种新思路。
中科院天津工业生物所介绍说,淀粉是粮食最主要的成分,同时也是重要的工业原料。目前,淀粉主要由玉米等农作物通过自然光合作用固定二氧化碳生产,淀粉合成与积累涉及60余步代谢反应以及复杂的生理调控,理论能量转化效率仅为2%左右。农作物的种植通常需要较长周期,需要使用大量土地、淡水等资源以及肥料、农药等农业生产资料。粮食危机、气候变化是人类面临的重大挑战,粮食淀粉可持续供给、二氧化碳转化利用是当今世界科技创新的战略方向。而不依赖植物光合作用,设计人工生物系统固定二氧化碳合成淀粉,是影响世界的重大颠覆性技术。
该所自2015年起聚焦人工合成淀粉与二氧化碳生物转化利用,开展需求导向科技攻关,集聚所内外创新资源,加强“学科-任务-平台”整合,实现各方科研力量的有机融合和高效协同,组建当初平均年龄30周岁的优秀青年科学家团队,持续6年深耕人工合成淀粉项目研发。
青年科学家团队从头设计出11步反应的非自然二氧化碳固定与人工合成淀粉新途径,在实验室中首次实现从二氧化碳到淀粉分子的全合成。他们采用一种类似“搭积木”的方式,联合中科院大连化学物理研究所,利用化学催化剂将高浓度二氧化碳在高密度氢能作用下还原成碳一(C1)化合物,然后通过设计构建碳一聚合新酶,依据化学聚糖反应原理将碳一化合物聚合成碳三(C3)化合物,最后通过生物途径优化,将碳三化合物又聚合成碳六(C6)化合物,再进一步合成直链和支链淀粉(Cn化合物)。
该团队还通过耦合化学催化与生物催化模块体系,创新高密度能量与高浓度二氧化碳利用的生物过程技术,通过反应时空分离优化,解决人工途径中底物竞争、产物抑制、热/动力学匹配等问题,扩展人工光合作用的能力。按照目前技术参数,在能量供给充足条件下,理论上1立方米大小的生物反应器年产淀粉量相当于5亩土地玉米种植的淀粉产量(按中国玉米淀粉平均亩产量计算)。这一成果使淀粉生产的传统农业种植模式向工业车间生产模式转变成为可能,并为二氧化碳原料合成复杂分子开辟新的技术路线。
中国科学家在淀粉人工合成方面取得的重大颠覆性成果,也获中外同行专家高度评价,认为这是“典型的0到1原创性突破”,是“扩展并提升人工光合作用能力前沿研究领域的重大突破,是一项具有‘顶天立地’重大意义的科研成果”“不仅对未来的农业生产、特别是粮食生产具有革命性的影响,而且对全球生物制造产业的发展具有里程碑式的意义”“将在下一代生物制造和农业生产中带来变革性影响”。(完)
责任编辑:李玉素
文章来源:中国新闻网
相关阅读
-
中国将终止对澳洲输华葡萄酒征收反倾销税和反补贴税 澳洲政府和企业表示欢迎
中国商务部3月28日裁定,鉴于中国相关葡萄酒市场情况发生变化,对原产于澳大利亚的进口相关葡萄酒征收反倾销税和反补贴税已无必要。自2024年3月29日起,终止对原产于澳大利亚的进口相关葡萄酒征收反倾销税;终止征收反倾销税后,不征收反补贴税。
-
重磅:中国取消对澳大利亚葡萄酒双反措施 澳洲红酒重返中国市场
备受关注的澳洲红酒关税问题迎来重大进展。据中国央视网报道,中国商务部周四下午宣布,从3月29日起,终止对澳大利亚进口葡萄酒征收反倾销税和反补贴税。
-
中国商务部:3月29日起终止对澳大利亚进口葡萄酒征收反倾销税和反补贴税
央视网消息:据商务部消息,2021年3月26日,商务部发布2021年第6号和第7号公告,决定对原产于澳大利亚的进口相关葡萄酒征收反倾销税,为避免双重征税,不征收反补贴税。反倾销税实施期限自2021年3月28日起5年。
-
官方:消博会计划于每年4月13日至18日在海南举办
中新经纬3月27日电 3月27日,国新办举行第四届中国国际消费品博览会新闻发布会。海南省副省长陈怀宇在会上介绍,从今年起,消博会将计划于每年的4月13日至18日在海南举办。
-
中国国家发改委主任郑栅洁:把发展新质生产力作为“十五五”规划基本思路研究重点
中国国家发展改革委主任郑栅洁日前表示,要发挥中长期规划和年度计划的导向作用,做好发展新质生产力的战略部署和任务分解,把发展新质生产...
-
中国相关部门联合发文 致力于打造万亿级规模的通用航空装备市场
中国工业和信息化部、科学技术部、财政部、中国民用航空局印发的《通用航空装备创新应用实施方案(2024-2030年)》,为中国国内通用航空装备市场描绘了目标和蓝图:
-
研究称,中国企业愿为人工智能相关人才提供平均高出33%的薪资
中新网北京3月26日电(记者 夏宾)以生成式AI为代表的人工智能技术正在成为当今最重要的技术驱动力,越来越多的行业都希望通过应用人工智能...
-
中国在全球金融领域话语权将进一步提升——访安永大中华区金融改革工作组主管、安永中国海外投资业务部金融主管江海峰
江海峰认为,随着中国对外开放水平提升,外资金融机构生态已较为完整丰富,成为中资机构的有益补充和中国对外开放的桥梁。
免责声明:本网所发所有文章,包括本网原创、编译及转发的第三方稿件及评论,均不构成任何投资建议,交易操作或投资决定请询问专业人士。
热门点击
-
- 【3.27】今日财经时讯及重要市场资讯
-
- 【3.25】今日财经时讯及重要市场资讯
-
- 【3.26】今日财经时讯及重要市场资讯
-
- 在澳洲 怎样的职业规划才是家长的期望和孩子所追求的?
-
- 【3.28】今日财经时讯及重要市场资讯
-
- ASIC首次对未提供董事识别码(Director ID)人员提起诉讼 海外人士在澳洲公司担任董事的请注意:确保你已申请取得董事识别码
-
- “长江换汇”涉嫌洗钱案最新进展明日发布 澳大利亚打击非法犯罪所得成就斐然令人瞩目
-
- 紫金矿业入驻,座拥13亿吨资源量(340万吨铜、260吨黄金)最新市值不足9000万 Xanadu Mines Ltd (ASX :XAM ):龙年会否再出惊喜?(更新)
-
- 通胀低于预期澳指周三攀升 消费必需品板块走强Platinum暴跌
-
- 澳指周二回落科技板块走弱 能源板块上扬Mesoblast飙升近五成
-
- Albanese 总理宣布10亿澳元补贴 提升澳本土太阳能电池板制造能力
-
- 花旗看跌锂价 碳酸锂或回调至每吨1.5万美元
-
- 澳指周一上扬重返7800点 房地产板块走强FMG劲升
-
- 2024胡润全球富豪榜:马斯克重回首富,中国前三是他们
-
- 中国官宣后 澳籍华人可以免签入境中国30天