繼上世紀(jì)60年代在世界上首次完成人工合成結(jié)晶牛胰島素之后，中國科學(xué)家又在人工合成淀粉方面取得重大顛覆性、原創(chuàng)性突破——國際上首次在實驗室實現(xiàn)二氧化碳到淀粉的從頭合成。中科院天津工業(yè)生物所的人工合成淀粉重大科技突破進(jìn)展成果論文，9月24日在《科學(xué)》發(fā)表，為從工業(yè)車間制造二氧化碳到淀粉“打開了一扇窗”。

中國科學(xué)家團(tuán)隊在實驗室中首次實現(xiàn)從二氧化碳到淀粉分子的全合成，這一人工途徑的淀粉合成速率是玉米淀粉合成速率的8．5倍。這一顛覆性技術(shù)中的關(guān)鍵是計算設(shè)計人工途徑中的生物酶催化劑，科研團(tuán)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(gòu)建了一條只有11步反應(yīng)的人工淀粉合成途徑，與自然界淀粉合成需要的60多個步驟相比，顯著降低了合成的復(fù)雜度。

針對人工途徑中來源于不同物種的生物酶催化劑間存在難以適配的問題，研究團(tuán)隊開發(fā)了模塊組裝優(yōu)化與時空分離反應(yīng)策略，解決了人工途徑中底物競爭、產(chǎn)物抑制等問題，最終獲得了淀粉合成速率和效率顯著提升的人工途徑。

科研團(tuán)隊介紹，在充足能量供給的條件下，按照目前的技術(shù)參數(shù)推算，理論上1立方米大小的生物反應(yīng)器年產(chǎn)淀粉量相當(dāng)于5畝土地玉米種植的平均年產(chǎn)量。雖然人工合成淀粉這一路徑已經(jīng)打通，但是目前僅在實驗室生產(chǎn)了少量的淀粉樣品，要真正實現(xiàn)人工合成淀粉的工業(yè)化還面臨很多挑戰(zhàn)。