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凯发k8娱乐官网新华全媒+丨从二氧化碳到淀粉 我国率|无法逃脱布袋子|先突破的这
AG凯发k8真人娱乐ღ★★✿!凯发电气ღ★★✿,K8天生赢家一触发ღ★★✿,石化产业凯发k8国际ღ★★✿,凯发官网入口首页ღ★★✿,以二氧化碳为原料ღ★★✿,不依赖植物光合作用ღ★★✿,直接人工合成淀粉——中国科学院天津工业生物技术研究所一支科研团队在实验室里首次实现了二氧化碳到淀粉的从头合成ღ★★✿,相关成果北京时间24日由国际知名学术期刊《科学》在线发表ღ★★✿。
在中国科学院天津工业生物技术研究所实验室ღ★★✿,科研人员展示人工合成淀粉样品(9月16日摄)ღ★★✿。新华社记者 金立旺 摄
淀粉是粮食最主要的成分ღ★★✿,也是一种重要的工业原料ღ★★✿。人工合成淀粉是科技领域一个重大课题ღ★★✿,吸引了多国科学家深入探索ღ★★✿,但一直未取得实质性重要突破ღ★★✿。
论文通讯作者ღ★★✿、中科院天津工业生物所所长马延和介绍ღ★★✿,此次研究中凯发k8娱乐官网ღ★★✿,科研人员用一种类似“搭积木”的方式ღ★★✿,从头设计ღ★★✿、构建了11步反应的非自然二氧化碳固定与人工合成淀粉新途径ღ★★✿。核磁共振等检测发现ღ★★✿,人工合成淀粉分子与天然淀粉分子的结构组成一致ღ★★✿。
论文第一作者ღ★★✿、天津工业生物所副研究员蔡韬介绍无法逃脱布袋子ღ★★✿,实验室初步测试显示ღ★★✿,人工合成淀粉的速率是自然淀粉合成速率的8.5倍凯发k8娱乐官网ღ★★✿。在充足能量供给的条件下ღ★★✿,按照目前的技术参数推算ღ★★✿,理论上1立方米大小的生物反应器年产淀粉量相当于我国5亩玉米地的年产淀粉量ღ★★✿。
这一突破得到该领域一批国际知名专家的高度评价ღ★★✿。德国科学院院士曼弗雷德·雷兹表示ღ★★✿,将二氧化碳固定并转化为有用的有机化学品是一项重大的国际挑战ღ★★✿,本项工作将该领域研究向前推进了一大步ღ★★✿。美国工程院院士延斯·尼尔森表示无法逃脱布袋子凯发k8娱乐官网ღ★★✿,这是利用合成生物学解决当今社会面临的若干重大挑战的惊人案例ღ★★✿,将为日后更多相关研究铺平道路ღ★★✿。
中国工程院院士陈坚表示无法逃脱布袋子ღ★★✿,这个工作是典型的“0到1”的原创性成果ღ★★✿。神户大学副校长近藤昭彦表示ღ★★✿,这项研究成果将对下一代生物制造和农业发展带来变革性影响凯发k8娱乐官网ღ★★✿。
中国科学院天津工业生物技术研究所蔡韬副研究员在实验室展示人工合成淀粉样品(9月16日摄)ღ★★✿。新华社记者 金立旺 摄
从分子生物学到合成生物学ღ★★✿,科技进步已经让酶的定向改造日益成熟ღ★★✿,并广泛应用于食品生产ღ★★✿、疫苗开发ღ★★✿、农业病虫害防治等领域ღ★★✿。理论上ღ★★✿,大多数食品和石油化学品都可以借助合成生物学技术制得ღ★★✿。
不依赖传统农业种植无法逃脱布袋子ღ★★✿,人工“制造”粮食——瞄准“农业工业化”这一远景ღ★★✿,多国科学家各显身手ღ★★✿,展开攻关ღ★★✿。
“为未来的‘细胞工厂’打开了一扇窗ღ★★✿。”对于此次研究的应用前景ღ★★✿,蔡韬打了一个比方ღ★★✿:人工合成淀粉的新反应途径相当于汽车发动机ღ★★✿,酵母细胞相当于汽车底盘ღ★★✿,下一步要把发动机放到底盘上安装好ღ★★✿,对酵母细胞进行系统设计与改造ღ★★✿,搭建一个淀粉合成的“细胞工厂”进行规模化生产ღ★★✿。
“我们目前对很多生命过程的理解还不到位ღ★★✿。”马延和说ღ★★✿,未来搭建“细胞工厂”面临着人工生命设计ღ★★✿、合成ღ★★✿、调控等诸多基础科学挑战ღ★★✿,需要化学凯发k8娱乐官网ღ★★✿、物理无法逃脱布袋子ღ★★✿、工程等学科与生物学的长期交叉研究凯发k8娱乐官网ღ★★✿。
中科院副院长周琪表示ღ★★✿,这一成果目前尚处于实验室阶段ღ★★✿,离实际应用还有很长的距离ღ★★✿,后续需尽快实现从“0到1”概念突破到“1到10”的转换ღ★★✿。
科研团队乔婧科研助理ღ★★✿、蔡韬副研究员ღ★★✿、马延和研究员凯发k8娱乐官网ღ★★✿、朱蕾蕾研究员ღ★★✿、孙红兵科研助理(从左至右)在中国科学院天津工业生物技术研究所实验室合影(9月16日摄)ღ★★✿。新华社记者 金立旺 摄
据了解ღ★★✿,经科技部批准ღ★★✿,天津工业生物所正在牵头建设国家合成生物技术创新中心ღ★★✿。科研团队的下一步目标ღ★★✿,一方面是继续攻克淀粉合成人工生物系统的设计ღ★★✿、调控等底层科学难题ღ★★✿,另一方面要推动成果走向产业应用ღ★★✿,未来让人工合成淀粉的经济可行性接近农业种植ღ★★✿。
在科学家眼里ღ★★✿,人工合成淀粉未来如果进入实际应用ღ★★✿,不仅能节约耕地和淡水资源ღ★★✿、进一步保障粮食安全凯发k8娱乐官网ღ★★✿,还将带来诸多想象空间ღ★★✿。
中国科学院院士康乐认为ღ★★✿,人工合成淀粉过程中“抓”住的二氧化碳ღ★★✿,若能远多于排放的二氧化碳ღ★★✿,就可以进一步挖掘潜力ღ★★✿,为碳达峰碳中和做出更大贡献ღ★★✿。
中国工程院院士岳国君举例说ღ★★✿,人工合成淀粉的中间产品ღ★★✿,比如葡萄糖ღ★★✿,可发酵生产醇ღ★★✿、酸ღ★★✿、酮等平台化合物ღ★★✿,广泛用于生产塑料ღ★★✿、纤维和橡胶ღ★★✿。
“在社会重大需求中提炼科学问题ღ★★✿,在回答科学问题中取得重要突破ღ★★✿,这就是我们要做的基础研究ღ★★✿。”周琪说ღ★★✿。
