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　　糧食不需要土地種植，可以在生產車間中制造出來。如今，這個看似天方夜譚的想象正在成為可能。中國科學家成功構建從二氧化碳人工合成淀粉僅需11步反應的途徑!

　　在中國科學院天津工業生物技術研究所實驗室，科研人員展示人工合成淀粉樣品。

　　9月23日，中科院召開新聞發布會宣布，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突破性進展，在國際上首次實現二氧化碳到淀粉的從頭合成。相關成果北京時間24日由國際知名學術期刊《科學》在線發表。

　　目前，淀粉主要由玉米等農作物通過自然光合作用固定二氧化碳生產，合成與積累涉及約60步代謝反應以及復雜的生理調控，理論能量轉化效率僅為2%左右。農作物種植通常需較長周期，并使用大量土地、淡水等資源和肥料、農藥等農業生產資料。

　　中國科學院天津工生所研究團隊，采用一種類似“搭積木”的方式，從頭設計出11步主反應的非自然二氧化碳固定與人工合成淀粉新途徑，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。

　　天津工生所聯合中科院大連化學物理研究所，利用化學催化劑將高濃度二氧化碳在高密度氫能作用下還原成碳一化合物，然后通過設計構建碳一聚合新酶，依據化學聚糖反應原理將碳一化合物聚合成碳三化合物，最后通過生物途徑優化，將碳三化合物聚合成碳六化合物，再進一步合成直鏈和支鏈淀粉。

　　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。按照目前技術參數推算，在能量供給充足條件下，理論上1立方米大小的生物反應器年產淀粉量相當于5畝土地玉米種植的淀粉年平均產量。

　　相關成果使淀粉生產的傳統農業種植模式向工業車間生產模式轉變成為可能，并為二氧化碳原料合成復雜分子提供了新技術路線。如果未來該系統過程成本能夠降低至與農業種植相比具有經濟可行性，將可能節約90%以上的耕地和淡水資源，同時減少農藥、化肥等對環境的影響。

利用人工途徑從二氧化碳合成淀粉

　　對于此次成果，德國科學院院士曼弗雷德?雷茲、美國工程院院士延斯⋅尼爾森等國際知名專家均給予高度評價，認為這一重大突破將該領域研究向前推進了一大步。

　　中科院表示，該成果目前尚處于實驗室階段，離實際應用還有相當長的距離，后續還需要盡快實現從“0到1”的概念突破到“1到10”和“10到100”的轉換。中科院將集成相關科技力量，一如既往地支持該項研究深入推進。