人工合成澱粉技術再升級

“利用合成生物學的途徑，用1立方米大小的生物反應器生産的澱粉量，就能與5畝土地種植玉米所産出的澱粉量相當。”近日，在上海舉行的“好望角科學沙龍”合成生物學專場活動上，中國科學院天津工業生物技術研究所創始所長馬延和分享了人工合成澱粉技術的最新進展。

　　人工合成澱粉是合成生物學領域的里程碑式進展。在自然條件下，植物利用低密度太陽能和空氣中的低濃度二氧化碳，通過光合作用産生澱粉。整個過程不僅周期長達數月，並且能量轉化效率極低，只有1%左右。

　　2021年，馬延和團隊採用一種類似“搭積木”的方式，從頭設計、構建了包含11步反應的非自然固碳與澱粉合成途徑，在實驗室中首次實現了從二氧化碳到澱粉分子的全合成。

　　如今團隊又將澱粉人工合成的途徑進一步優化、升級到3.0版本。與玉米合成澱粉相比，人工合成澱粉的能量轉換效率提升了3.5倍，澱粉合成速度提升了8.5倍，産量是最初版本的136倍。“這意味着未來澱粉生産有望脫離農業種植，實現工業化車間製造。”馬延和説。

　　“人工智慧技術的發展，大大推動了合成生物學‘理性設計’的進程。”馬延和在分享中還強調了AI技術對於合成生物學的重要性，並表示隨着技術的不斷發展，合成生物學目前已拓展至蔗糖、己糖、生物可降解材料等多碳複雜分子的合成，為食品、能源、醫藥行業提供了全新解決方案。