主题:中国科学家突破二氧化碳人工合成淀粉技术,星辰大海不是梦想! -- 木头000
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家园 中国科学家突破二氧化碳人工合成淀粉技术,星辰大海不是梦想!

淀粉,在日常生活中几乎随处可见,它既是作粮食最主要的成分,也是重要的工业原料。烹饪调味料、护肤化妆品、杂志封面纸、胶囊外壳、棉纱纺织……无一不用到淀粉。近期,中国科学院天津工业生物技术研究所(以下简称中科院天津工业生物所)的科研团队经过6年探索,在实验室里首次实现了淀粉分子的人工合成。

这是国际上首次创建出电/氢能驱动二氧化碳从头合成淀粉的途径,比自然路线反应步数更少,淀粉合成速率更快。9月24日凌晨,成果在线发表于《科学》杂志。评审专家认为“该工作是典型的0到1原创性突破”,“不仅对未来的农业生产,特别是粮食生产,具有革命性的影响,而且对全球生物制造产业的发展具有里程碑式的意义”。

一问:他们为什么要合成淀粉?

淀粉并非稀缺资源。要想得到淀粉,最简单的方法是直接从玉米、薯类等农作物中提取。那么,科研人员为什么还要费时费力地合成淀粉呢?

“我们是想把非常慢的、大面积种植的农业过程,变成高效的、集中化的工业过程。”论文第一作者、中科院天津工业生物所副研究员蔡韬告诉《中国科学报》,“农作物生长周期长,需要大面积种植,而且用于提高产量的各种育种技术已进入平台期,如何更高效地生产淀粉成为一个巨大的挑战。”

二问:淀粉是怎么被合成出来的?

“我们的整体设计思路是将热电厂和水泥厂排放的高浓度二氧化碳分离出来作为原料,将低密度太阳能转化为高密度电/氢能作为能源,形成简单的碳氢化合物,然后再设计出从碳氢化合物到淀粉的生物合成过程。”蔡韬说。

三问:人工合成的淀粉跟自然淀粉一样吗?

“如果把人工合成淀粉做成面条、粉丝的话,大概会像意大利面那样非常劲道。”马延和表示,自然淀粉中是直链淀粉和支链淀粉混在一起,目前实验室里合成的主要是直链淀粉,合成的支链淀粉还没有自然淀粉中的支链淀粉那么复杂。

四问:有可能实现工业化生产吗?

作为一种基础研究领域的原创性突破,人工合成淀粉仍处在实验阶段。那么,未来它是否有工业化生产的可能?对此,科研人员表示,有潜力也有挑战。

五问:接下来他们还要做什么?

“我们做的是应用导向的基础研究,目前取得的只是阶段性进展,后面还面临着很多难题。”蔡韬表示,科研团队已经迈出了第一步,即从理解细胞的基础代谢原理到设计细胞外生物化学反应途径,接下来,他们还要建立从二氧化碳到淀粉的可控网络和生态系统,并尝试在细胞内实现淀粉的人工合成。

尽快实现从“0到1”到“1到10”突破和“10到100”的突破,最终真正解决人类发展面临的重大问题。

通宝推:微笑问天,真理,pendagun,didae,桥上,尖石,唐家山,报以琼琚,
主题:4663025
家园 伟大的时代,伟大的人民,伟大的国家。。成就伟大的科学家
帖:4663027 复 4663025
家园 能不能食用待观察

当年糖精发明的时候还以为不再需要生产甘蔗甜菜了,结果说是致癌物给禁用了。人造肉现在也推不下去。

帖:4663039 复 4663025
家园 这个太腻害了!!!

合成效率有17%,是农作物的2%的效率的8.5倍。

但是的但是,这么好的东西为什么要发表啊???留着自己用不香吗?

论文链接:https://www.science.org/doi/10.1126/science.abh4049

有权限的网友要不共享一下?

帖:4663044 复 4663025
家园 酒精、甲烷……

既然是工业化生产淀粉,就继续在工业化链条上走走嘛

帖:4663045 复 4663039
家园 你这儿偷换概念了

糖精没有任何营养成分,和蔗糖完全是两回事。人造肉主要是营养成分和口感的问题。

这个淀粉是否适合人食用确实需要论证,但应用前景不可限量是肯定的,和你的两个反例完全不是一回事。

帖:4663046 复 4663039
家园 这种东西帝国主义绝对不能用的

彻底打破现在的利益格局。

帖:4663049 复 4663044
家园 中新网北京9月24日电 (记者 孙自法)二氧化碳能合成淀粉吗

中新网北京9月24日电 (记者 孙自法)二氧化碳能合成淀粉吗?对这个貌似天方夜谭的问题,中国科学家历时6年多科研攻关给出肯定和详细的答案。继上世纪60年代在世界上首次完成人工合成结晶牛胰岛素之后,中国科学家又在人工合成淀粉方面取得重大颠覆性、原创性突破——国际上首次在实验室实现二氧化碳到淀粉的从头合成。

帖:4663054 复 4663025
家园 Cell-free chemoenzymatic starc

Cell-free chemoenzymatic starch synthesis from carbon dioxide

TAO CAI HTTPS://ORCID.ORG/0000-0002-2089-7770, HONGBING SUN HTTPS://ORCID.ORG/0000-0003-3733-5202, JING QIAO HTTPS://ORCID.ORG/0000-0001-6581-3094, LEILEI ZHU HTTPS://ORCID.ORG/0000-0002-7611-099X, FAN ZHANG, JIE ZHANG, ZIJING TANG HTTPS://ORCID.ORG/0000-0002-0899-6151, … show all … , XINLEI WEI HTTPS://ORCID.ORG/0000-0003-0889-5147, JIANGANG YANG, QIANQIAN YUAN HTTPS://ORCID.ORG/0000-0002-0749-0749, WANGYIN WANG HTTPS://ORCID.ORG/0000-0002-4522-7677, XUE YANG HTTPS://ORCID.ORG/0000-0002-6595-6498, HUANYU CHU, QIAN WANG, CHUN YOU HTTPS://ORCID.ORG/0000-0003-2305-336X, HONGWU MA HTTPS://ORCID.ORG/0000-0001-5325-2314, YUANXIA SUN, YIN LI HTTPS://ORCID.ORG/0000-0003-0995-3070, CAN LI HTTPS://ORCID.ORG/0000-0002-9301-7850, HUIFENG JIANG HTTPS://ORCID.ORG/0000-0002-3757-7896, QINHONG WANG HTTPS://ORCID.ORG/0000-0003-0004-2721, AND YANHE MA HTTPS://ORCID.ORG/0000-0003-0616-8632show fewer

SCIENCE24 Sep 2021Vol 373, Issue 6562pp. 1523-1527

DOI: 10.1126/science.abh4049

帖:4663063 复 4663054
家园 Abstract Starches, a storage f

Abstract

Starches, a storage form of carbohydrates, are a major source of calories in the human diet and a primary feedstock for bioindustry. We report a chemical-biochemical hybrid pathway for starch synthesis from carbon dioxide (CO2) and hydrogen in a cell-free system. The artificial starch anabolic pathway (ASAP), consisting of 11 core reactions, was drafted by computational pathway design, established through modular assembly and substitution, and optimized by protein engineering of three bottleneck-associated enzymes. In a chemoenzymatic system with spatial and temporal segregation, ASAP, driven by hydrogen, converts CO2 to starch at a rate of 22 nanomoles of CO2 per minute per milligram of total catalyst, an ~8.5-fold higher rate than starch synthesis in maize. This approach opens the way toward future chemo-biohybrid starch synthesis from CO2.

帖:4663064 复 4663063
家园 颠覆性的技术,人类一只脚就踏入下一个时代了

如果这个技术成熟了,人类就再也不用受到农业因素的限制了。一只脚就踏入下一个时代了。就算不能直接吃,也可以定向培育以这种淀粉为食的动物。下一只脚就是能源革命了。

帖:4663067 复 4663025
家园 人造肉现在成本不低,人工合成淀粉的成本肯定便宜

人造肉现在成本不低,这应该是推广不开的主要原因吧。人工合成淀粉的成本肯定便宜

帖:4663071 复 4663039
家园 那是不是也可以合成汽油或者乙醇啊?

看报道说是从二氧化碳为原料开始合成的,既然淀粉这么复杂的结构都可以,那小分子的碳氢化合物是不是更容易啊?

帖:4663072 复 4663025
家园 http://www.news.cn/2021-09/24/

http://www.news.cn/2021-09/24/c_1127894622.htm

帖:4663073 复 4663054
家园 早就可以合成了

早就可以合成了,前几年美国就已经在核动力航母上上了这个项目,平时利用多余的发电功率用二氧化碳和水来合成燃料,提高舰队的自持力。

帖:4663082 复 4663072
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