我國科學(xué)家將二氧化碳人工合成葡萄糖和脂肪酸

我國科學(xué)家獨(dú)創(chuàng)了一種二氧化碳轉(zhuǎn)化新路徑，通過電催化與生物合成相結(jié)合，成功以二氧化碳和水為原料合成了葡萄糖和脂肪酸，為人工和半人工合成“糧食”提供了新路徑。此前，我國科學(xué)家在國際上首次實(shí)現(xiàn)了二氧化碳到淀粉的從頭合成。

葡萄糖和油脂是重要的糧食成分，通過催化過程將二氧化碳轉(zhuǎn)化為葡萄糖或者油脂，長期以來國內(nèi)外研究者眾多，但成功案例非常罕見。此項(xiàng)研究中，科研人員首先將二氧化碳高效還原合成高濃度乙酸，然后用釀酒酵母對乙酸進(jìn)行發(fā)酵?！斑@個(gè)過程可以理解為，先將二氧化碳轉(zhuǎn)化為釀酒酵母的‘食物’乙酸，然后釀酒酵母不斷‘吃醋’來合成葡萄糖和脂肪酸。”研究完成者之一、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授曾杰說。

自然界中糧食作物生長受季節(jié)、地域、氣候的影響，此項(xiàng)研究完全實(shí)現(xiàn)人工可控，突破了眾多外界條件限制。“利用這種電催化與生物合成相結(jié)合的模式，‘從無到有’地在克級水平合成了葡萄糖，這顯示了該策略較高的生產(chǎn)水平與發(fā)展?jié)摿?。”研究完成者之一、中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院研究員于濤說。上海交通大學(xué)微生物代謝國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任鄧子新院士評價(jià)：該研究開辟了電化學(xué)結(jié)合活細(xì)胞催化制備葡萄糖等糧食產(chǎn)物的新策略，為進(jìn)一步發(fā)展基于電力驅(qū)動的新型農(nóng)業(yè)與生物制造業(yè)提供了新范例，是二氧化碳利用的重要發(fā)展方向。

該成果于2022 年4 月28 日以封面文章形式在國際學(xué)術(shù)期刊《自然·催化》發(fā)表。