（記者崔倩）今天（9月24日凌晨），國際學術(shù)期刊《科學》雜志發(fā)表了我國最新的一項科研成果?？茖W家在國際上首次實現(xiàn)了實驗室內(nèi)從二氧化碳到淀粉的從頭合成。

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這篇在Science上發(fā)表的《非細胞化學-酶催化二氧化碳合成淀粉》的文章，得到了社會各界廣泛的關(guān)注。淀粉是食物的主要成分，以葡萄糖分子為基本單元。科學家通過模擬和借鑒自然過程，構(gòu)筑人工光合作用途徑，利用太陽光、水和二氧化碳在實驗室國際上首次實現(xiàn)了人工合成淀粉。

中國科學院天津工業(yè)生物技術(shù)研究所副研究員、文章第一作者蔡韜表示，這一工作團隊已經(jīng)堅持了六年?！拔覀冞@過程中面臨最大的挑戰(zhàn)就是，我們把自然界中不同來源的催化劑把它放在一起，怎么讓它能像一家人一樣的和諧的去工作。所以這過程中我們從一開始替換不同來源的催化劑，到后面也對不同催化劑進行改造，到最后我們設計這種時空分離的策略，實際上它核心的目的就是使這些催化劑能夠在一起，能夠協(xié)同去工作?！?/p>

正如自然光合作用的原理一樣，這條人工淀粉合成途徑體系也可以分為光反應和暗反應，將能量的轉(zhuǎn)化和物質(zhì)的合成串聯(lián)進行，包括11個核心反應。“那通過我們一系列的策略改造之后呢，我們的合成速率已經(jīng)是玉米淀粉的8.5倍了?！辈添w說。

該成果得到國內(nèi)外領(lǐng)域?qū)＜业母叨仍u價，認為該工作是“典型的0到1原創(chuàng)性突破”，對全球生物制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有里程碑式的意義，為解決糧食和飼料等問題提供了重要的科學和技術(shù)策略。不過目前，該成果尚處于實驗室階段，離實際應用還有很長一段距離。

中國科學院天津工業(yè)生物技術(shù)研究所所長、文章通訊作者馬延和表示，目前人工合成淀粉的成本和植物種植相比依然還是高?！拔磥砦覀兊闹饕ぷ魇且稍谌绾蝺?yōu)化這條途徑，然后能夠把成本降下來，逐漸能夠和植物種植持平，甚至比植物種植農(nóng)業(yè)種植成本更低！”

Q:我們?yōu)槭裁葱枰斯ず铣傻矸郏?/p>

A:中國科學院天津工業(yè)生物技術(shù)研究所副研究員、文章第一作者 蔡韜

“比如說我們想象最古老的一個部落，這個部落有塊兒地，這個地能養(yǎng)活一個部落的人。但是隨著這個部落人的增加，那他要遷到新的地方'找到新的地去養(yǎng)活新的人，那這個過程中人類就已經(jīng)遍布整個地球了。但是現(xiàn)在地球整個的土地，能用于農(nóng)業(yè)種植的實際上已經(jīng)基本沒有了，那人口再增加的話，我們吃的食物從何而來？這是我們?nèi)祟惞餐媾R的一個非常重大的問題?！?/p>

Q：人工合成淀粉安全嗎？

A:中國科學院天津工業(yè)生物技術(shù)研究所所長、文章通訊作者 馬延和

“現(xiàn)在我們說的人工合成淀粉，實際上是我們?nèi)斯?chuàng)造了一種生物系統(tǒng)。這個生物系統(tǒng)也是一種自然的酶催化反應過程，它跟自然的催化反應過程基本上類似，只是換了一個生物系統(tǒng)，所以它從安全的角度來講，與淀粉的組分和結(jié)構(gòu)都一致，從安全的角度是沒有問題的。”

一直以來，人類的食物都是大自然光合作用的饋贈。通過光合作用，農(nóng)作物將水和二氧化碳轉(zhuǎn)化成有機化合物，為地球上的生物包括人類提供了物質(zhì)和能量基礎。光合作用的本質(zhì)是在溫和的條件下將太陽能轉(zhuǎn)化為化學能，并將能量儲存在生物有機物分子中，是一個重要的能量轉(zhuǎn)化和物質(zhì)合成過程。以玉米為例，通過自然光合作用產(chǎn)生淀粉需要60余步的代謝反應以及復雜的生理調(diào)控。而此次科學家人工合成淀粉只需要11步主反應。

如今，這扇人工合成淀粉的大門已經(jīng)打開?？茖W家表示，如果未來成本能夠降低到與農(nóng)業(yè)種植相比有經(jīng)濟可行性，將會節(jié)約90%以上的耕地和淡水資源，避免農(nóng)藥、化肥等對環(huán)境的負面影響，提高人類糧食安全水平，實現(xiàn)綠色可持續(xù)發(fā)展。而且，也為人類到外太空生存提供一種可能性。