目前，大量二氧化碳（CO2）排放造成了全球气候变化和环境问题，严重影响了全球经济和环境可持续发展。为了减排，科学家们都在绞尽脑汁，新能源、碳封存等技术都成为了研究热点。
此时，一支来自中国的科研联合团队说：“要不，咱就‘喝西北风’吧！”这里说的“喝西北风”指的是将空气中的CO2回收并还原合成出高附加值化学品和燃料，比如这支科研团队就用CO2合成了葡萄糖。
将CO2转化为满足生产和生活需求的长碳链化合物一直是科研人员心中永远的“白月光”。研究人员设想是否可以先使用人工方法将CO2高效还原为小分子中间体，再让微生物对还原产物高效发酵延长碳链。
第一步，需要将二氧化碳电还原成适合微生物发酵的中间体分子。科研人员利用Ni-N-C单原子催化二氧化碳形成一氧化碳中间体，而后使用脉冲电化学还原工艺形成的晶界铜(Cu_GB, grain-boundary-rich Cu)将一氧化碳催化合成了乙酸。
第二步，科学家利用微生物发酵将乙酸转化成食用和工业生产都会用到的葡萄糖。实验人员选择了一株名为Lab001的酿酒酵母菌株，经过发酵，实验人员一测，培养液中葡萄糖的浓度是……0 g/L！？研究者直接敲除掉了酵母菌的基因组上3个编码己糖激酶（Glk1，Hxk1，Hxk2）的基因。敲除己糖激酶之后的酵母菌工程菌株代号LY027，在摇瓶发酵条件下葡萄糖产量为1.7 g/L。
虽然LY027生产葡萄糖的能力已经很强了，但是实验人员将LY027培养在没有葡萄糖的培养基上的时候，LY027还能顽强地生长。这说明，LY027仍然有“偷吃”葡萄糖的能力。研究者先是翻遍了LY027的基因组，把两个“长得很像”己糖激酶的2个基因（YLLR446W, EMI2）一并删除；同时又在基因组上插入了来自泛菌属的葡萄糖磷酸酶基因agpP和大肠杆菌的HAD4基因yihx，帮助提高葡萄糖的产量。
最后，即使用乙酸盐或乙酸为唯一碳源分批补料到培养基培养，这么苛刻的条件下，LY031的葡萄糖产量仍能达到1.8 g/L和1.5 g/L，妥妥的高产。除了酵母，实验人员同时以乙酸盐为原料，通过产脂肪酸菌株合成C8~C18脂肪酸的总产量也达到了448.5 mg/L。
以上结果正是2022年4月28日，中国科学院深圳先进技术研究院合成生物学研究所于涛课题组、中国科学技术大学曾杰课题组和电子科技大学材料与能源学院的夏川课题组合作在Nature Catalysis发表了题为《Upcycling CO2 into energy-rich long-chain products via electrochemical and metabolic engineering》的文章，该研究通过电催化-生物合成结合实现由二氧化碳还原合成高能长链化学品。