广州日报|“人工合成淀粉”背后专家：合成生物学将大有可为 “人工合成淀粉”背后专

人工合成淀粉背后
专家：合成生物学方兴未艾未来将大有可为
脱离光合作用、植物和土壤，中国科学家以二氧化碳为原料直接人工合成了淀粉……近日，中国科学院召开新闻发布会介绍了这一激动人心的科研成果，论文也在权威学术期刊《科学》上发表。在努力实现碳达峰、碳中和目标的当下，合成淀粉让人们产生了无尽美好的想象，甚至有网友惊呼：‘喝西北风’将来可不再是一句笑话了。
虽然从实验室走向工厂还有漫漫征途，但人工合成淀粉仍然是具有突破性和原创性的重大科研成果，其背后是在全球方兴未艾的合成生物学。中国科学院院士邓子新告诉采访人员，合成生物学是生命科学领域的一门新兴工程科学，其实质是在工程学思想指导下，按照特定目标理性设计、改造乃至从头重新合成生物体系，通过构造人工生物系统来研究生命科学中的基本问题，应对人类面临的重大挑战，因此，它被多国认为是未来的颠覆性科学技术。
目前，国内外合成生物学正在创造越来越多的科技成果。多位专家学者告诉采访人员，在合成生物学领域，中国几乎每隔几个月都会有比较重大的科研成果诞生。淀粉之后，我们或将迎来更多新的合成。
重大突破：
从最原始的地方开始做
众所周知，淀粉是粮食最主要的成分，通常由农作物通过自然光合作用固定二氧化碳生产。自然界的淀粉合成与积累，涉及60余步生化反应以及复杂的生理调控。
中科院的新闻发布会介绍，中国科学院天津工业生物技术研究所研究员马延和带领团队，采用一种类似搭积木的方式，从头设计，构建了11步反应的非自然固碳与淀粉合成途径，在实验室中首次实现从二氧化碳到淀粉分子的全合成。经核磁共振等检测发现，人工合成淀粉分子与天然淀粉分子的结构组成一致。
实验室初步测试显示，人工合成淀粉的效率约为传统农业生产淀粉的8.5倍。在充足能量供给的条件下，按照目前技术参数，理论上1立方米大小的生物反应器年产淀粉量相当于我国5亩玉米地的年产淀粉量。
马延和的科研突破，在我国科学圈引起热议。清华大学化学工程系教授陈国强告诉采访人员：人工合成淀粉是具有很大突破性的科学进展，其突破性在于淀粉的合成工作全是在细胞外进行。以往，像淀粉这样比较复杂的化合物的聚合一般是需要在细胞内完成。马延和团队首次把所有试验操作放到细胞外，这是重大突破，也是一个非常典型的合成生物学成功案例。除了淀粉在细胞外合成，他们同时构建了完整的代谢路径，利用细胞外的酶来促进其反应，这是很好的突破。
中科院合成生物学重点实验室主任覃重军教授同样不吝溢美之词，他表示：人工合成淀粉肯定是一项重大科学突破，虽然还不是诺奖级的，但仍然有其独创性和震撼性。目前，我国合成生物学领域的成果大大小小都有，但达到像人工合成淀粉这样震撼的还不多。人工合成淀粉是概念性和原创性的突破，确实非常难得。以往大多数的科研突破是属于延展性的，科学的框架已经定了，科研人员只是顺着路径往前走，但合成淀粉属于概念性的突破，它从最原始的地方开始做，这是和其他一些科研性质上的不同。
从实验室到工厂：
可能要穷尽科学家一生
尽管在实验室内取得成功，但专家们坦言，目前人工合成淀粉从实验室走向工厂仍是路漫漫其修远兮。
中科院副院长周琪表示，人工合成淀粉成果目前尚处于实验室阶段，后续需尽快实现从0到1概念突破到1到10的转换。
覃重军告诉采访人员：这种成果从实验室走进工厂的距离是惊人的，人工合成淀粉只是初步把路径走通了，但还要考虑到成本核算的问题，目前看，成本降到能和自然PK还很难，这可能需要穷尽科学家一生去努力。
覃重军说：在科研领域，概念性的突破是可以的，这就和治疗癌症一样，技术一直在不断进步，患者的寿命得到延长，但还没好到治愈的程度。从学术到应用将是一个不断努力的过程，应用肯定要涉及成本问题。 ‘用一个1立方米的罐子生产淀粉， 5亩玉米地就可以不用种了’是一个愿景，现在还远远做不到，未来有可能实现。科学的突破从理论的突破再到实际应用，都是比较远的。任何科学的进步总是在不断累积当中实现的，一有科学突破就要马上应用，这本身也是不科学的。

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