中新社北京9月24日电 (记者 孙自法)中国科学家首次在实验室实现二氧化碳到淀粉的从头合成这一重大颠覆性、原创性突破成果论文,24日在国际著名学术期刊《科学》上线发表,也引发中外同行专家聚焦与热议。
中国科学院院士、中科院副院长周琪表示,二氧化碳的转化利用与粮食淀粉工业合成,是应对全球挑战的重大科技问题之一。中科院天津工业生物技术研究所创新科研组织模式与合作研究团队进行联合攻关,按照工程化原理,利用生物计算技术,设计构建出非自然的二氧化碳固定还原与淀粉合成新路径,在实验室国际上首次实现从二氧化碳到淀粉的从头全合成,使淀粉生产的传统农业种植模式,向工业车间生产模式转变成为可能。
美国科学促进会/《科学》杂志新闻部执行主任梅根·菲兰认为,最新成果论文讨论了一种全新的人工合成淀粉的方法。这个合成过程涉及二氧化碳和氢气的使用,该研究成果将为未来通过工业生物制造生产淀粉这种全球性重要物质提供新的技术路线。
中科院院士、中科院分子植物科学卓越中心研究员陈晓亚称,二氧化碳固定是地球上生命赖以生存的基础。马延和团队将无机催化与酶催化相结合,创造性地在体外系统中固定二氧化碳合成淀粉,这是一项了不起的突破,对于植物科学和农业科学研究也很有启发。
“以二氧化碳为原料人工合成淀粉是利用合成生物学解决当今社会面临的若干重大挑战的惊人案例。”美国工程院院士、瑞典查尔姆斯理工大学教授延斯·尼尔森表示,马延和教授及其团队利用不同种类的酶组成的重组酶系统,将二氧化碳化学催化产生的甲醇成功转化为淀粉,这是一个现代催化化学与合成生物学相结合的精彩案例,“这次重大突破将会为日后更多相关研究铺平道路,这些研究的整合和应用将有助于解决我们未来面临的重大挑战”。
韩国国家科学与工程院院士、韩国科学技术院副院长李相烨认为,马延和教授领导研究团队通过整合化学催化与生物合成,实现将二氧化碳催化为甲醇,并通过多酶生物合成将甲醇转化为淀粉。“这是一项非常了不起的工作”,彰显合成生物学在生物合成途径及酶的设计方面的巨大力量,也显示出将化学和生物相结合的方法对于生物基化学品和材料生产的重要性。
日本神户大学副校长兼教授、日本理化研究所可持续资源科学中心副主任近藤昭彦教授说,“不依赖光合作用从二氧化碳到淀粉的合成无疑是我们长期追求的梦想,我们可以利用合成的淀粉生产各种各样的材料和食品,因此,这项研究成果将对下一代生物制造和农业发展产生巨大影响”。
“众所周知,将二氧化碳固定并转化为有用的有机化学品是一项重大的国际挑战。”德国科学院院士、欧洲科学院院士、德国马普煤炭研究所名誉教授曼弗雷德·雷兹称,马延和教授及其合作者将该领域的研究向前推进了一大步,同时将中科院天津工业生物技术研究所推向国际顶尖水平,他对后续进一步的创新研究充满希望并满怀乐观。