进一步 ， 研究团队从动物、植物、微生物等31个不同物种来源挖掘合适的生物酶催化剂 ， 构建了一条只有11步主反应的人工合成淀粉途径 ， 实现了从二氧化碳到淀粉的从头合成 ， 将天然淀粉的羧化-还原-重排-聚合的复杂合成过程简化为人工淀粉的还原-聚合的合成过程 ， 显著降低了合成的复杂度 。
在中国科学院天津工业生物技术研究所实验室 ， 科研人员展示人工合成淀粉样品（9月16日摄） 。 新华社采访人员 金立旺 摄
由于缺少自然途径长期的进化过程 ， 研究中面临的另一难题是不同物种的生物酶催化剂难以适配 。 针对这个问题 ， 研究团队开发了模块组装优化与时空分离反应策略 ， 通过别构调控优化、顺序分步反应创建 ， 解决了人工途径中底物竞争、产物抑制、热/动力学匹配设计等问题 ， 获得淀粉合成速率和效率显著提升的人工途径 ， 实现直链淀粉和支链淀粉的可控合成 。
“按照目前的技术参数 ， 在能量供给充足的条件下 ， 1立方米大小的生物反应器年产淀粉量相当于5亩土地的玉米淀粉年平均产量 ， 为淀粉生产的车间制造替代农业种植提供了一种可能 。 如果未来该系统过程的成本能够降低到具有经济可行性 ， 将可能节约90%以上的耕地和淡水资源 ， 避免农药、化肥等对环境的影响 。 ”蔡韬告诉采访人员 。
【生物技术|国际首次！我国科学家在实验室实现二氧化碳到淀粉的人工合成】这一成果得到国内外领域专家的高度评价 ， 认为该工作是“典型的0到1的原创性突破” ， 不仅对未来的农业生产、特别是粮食生产具有重要影响 ， 也对全球生物制造产业的发展具有里程碑式的意义 。
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