9月24日，《科学》刊发中国科学院天津工业生物技术研究所（以下简称天津工业生物所）在淀粉人工合成方面取得的重
大突破性进展。该研究在国际上首次实现了二氧化碳到淀粉的从头合成。
淀粉是粮食最主要的成分，也是重要的工业原料。中国科学院副院长、中国科学院院士周琪表示，当今世界正面临全球
气候变化、粮食安全、能源资源短缺、生态环境污染等一系列重大挑战，科技创新已成为重塑世界格局、创造人类美好
未来的关键因素。
二氧化碳转化利用与粮食淀粉工业合成，正是应对挑战的重大科技问题之一。
论文通讯作者，天津工业生物所所长、研究员马延和介绍，天津工业生物所从头设计了11步主反应的非自然二氧化碳固
定与淀粉合成新途径，在实验室中首次实现了从二氧化碳到淀粉分子的全合成。
研究团队采用了一种类似“搭积木”的方式，联合大连化学物理研究所，利用化学催化剂将高浓度二氧化碳在高密度氢能
作用下还原成碳一化合物，然后通过设计构建碳一聚合新酶，依据化学聚糖反应原理将碳一化合物聚合成碳三化合物，
最后通过生物途径优化，将碳三化合物又聚合成碳六化合物，再进一步合成直链和支链淀粉。
这一人工途径的淀粉合成速率是玉米淀粉合成速率的8.5倍，向实现设计自然、超越自然的目标迈进了一大步，为创建新
功能的生物系统提供了新的科学基础。
论文第一作者、天津工业生物所副研究员蔡韬介绍，如果未来该系统过程成本能够降低到与农业种植相比具有经济可行
性，将会节约90%以上的耕地和淡水资源，避免农药、化肥等对环境的负面影响，提高人类粮食安全水平，促进碳中和
的生物经济发展，推动形成可持续的生物基社会。
国内外领域专家评价认为，该成果是“典型的0到1原创性突破”，“扩展并提升人工光合作用能力前沿研究领域的重大突
破，是一项具有‘顶天立地’重大意义的科研成果”；“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”；“将给下一代生物制造和农业生产带来变革性影响”。
该研究工作获得了中国科学院重点部署项目、天津市合成生物技术创新能力提升行动等项目前瞻性的资助和支持，是国
家合成生物技术创新中心的重点研究方向。