2月28日，科学技术部高技术研究发展中心（基础研究管理中心）发布2021年度中国科学十大进展，“人工合成淀粉”入选。

本次发布的2021年中国十大科学进展包括：

火星探测任务天问一号探测器成功着陆火星

中国空间站天和核心舱成功发射，神舟十二号、十三号载人飞船成功发射并与天和核心舱成功完成对接

从二氧化碳到淀粉的人工合成

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“喝西北风”成为现实？

二氧化碳能合成淀粉吗？对这个貌似天方夜谭的问题，中国科学家历时6年多科研攻关给出肯定和详细的答案。

据中国科学报，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。

人工淀粉合成途径示意图

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。

业内专家称，最新研究成果实现在无细胞系统中用二氧化碳和电解产生的氢气合成淀粉的化学-生物法联合的人工淀粉合成途径(ASAP)，为推进“碳达峰”和“碳中和”目标实现的技术路线提供一种新思路。

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”。

中科院天津工业生物技术研究所科研人员在实验室展示人工合成淀粉样品。中科院科技摄影联盟 供图

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。

相关阅读→“从0到1”颠覆性突破！中国首次在实验室实现人工合成淀粉

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活动背景

“中国科学十大进展”遴选活动由科学技术部高技术研究发展中心（基础研究管理中心）牵头举办，至今已成功举办17届，旨在宣传我国重大基础研究科学进展，激励广大科技工作者的科学热情和奉献精神，开展基础研究科学普及，促进公众理解、关心和支持基础研究，在全社会营造良好的科学氛围。

中国科学十大进展遴选程序分为推荐、初选和终选3个环节。2021年度，《中国基础科学》《科技导报》《中国科学院院刊》《中国科学基金》和《科学通报》等5家编辑部共推荐了310项科学研究进展，所推荐的科学进展皆是在2020年12月1日至2021年11月30日期间正式发表或完成的研究成果。

2021年12月，科学技术部高技术研究发展中心（基础研究管理中心）组织召开了2021年度中国科学十大进展初选会议，组织专家从推荐的310项科学进展中遴选出30项进展进入终选。终选邀请中国科学院院士、中国工程院院士、国家重点实验室主任、国家重点研发计划有关重点专项总体专家组成员和项目负责人、原973计划顾问组和咨询组专家、及项目首席科学家等3500余位知名专家学者对30项候选科学进展进行网上投票，得票数排名前10位的入选“2021年度中国科学十大进展”。

来源丨中国新闻网、每日经济新闻、央视新闻

编辑丨农财君

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