继淀粉后,我国再实现将二氧化碳人工合成葡萄糖

时间:2023-09-19 21:09:42
继淀粉后,我国再实现将二氧化碳人工合成葡萄糖

继淀粉后,我国再实现将二氧化碳人工合成葡萄糖

继淀粉后,我国再实现将二氧化碳人工合成葡萄糖,继在国际上首次实现二氧化碳到淀粉的从头合成之后,中国科学家团队再次实现二氧化碳“变废为宝”,继淀粉后,我国再实现将二氧化碳人工合成葡萄糖。

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我国科学家最新研究表明,通过电催化结合生物合成的方式,将二氧化碳高效还原合成高浓度乙酸,进一步利用微生物可以合成葡萄糖和脂肪酸。该成果以封面文章形式,于北京时间4月28日发表于国际期刊《自然·催化》上。这项突破为人工和半人工合成“粮食”提供了新技术,为进一步发展基于电力驱动的新型农业与生物制造业提供了新范例。

去年9月,我国科学家在合成生物学领域取得重大突破,在国际上首次在实验室实现了二氧化碳到淀粉的从头合成。那么,二氧化碳除了可以合成淀粉,还能合成其他东西吗?

日前,由电子科技大学夏川课题组、中国科学院深圳先进技术研究院于涛课题组与中国科学技术大学曾杰课题组共同完成的最新研究表明,通过电催化结合生物合成的方式,将二氧化碳高效还原合成高浓度乙酸,进一步利用微生物可以合成葡萄糖和脂肪酸。

北京时间4月28日,该成果以封面文章形式发表于国际期刊《自然·催化》上。“该工作为人工和半人工合成‘粮食’提供了新技术。”中国科学院院士、中国化学会催化专业委员会主任李灿说。

研究团队通过固态电解质反应 ……此处隐藏3742个字……xt-align: center;">

通过电化学耦合生物发酵实现将二氧化碳和水转化为长链产品的示意图。(研究团队供图)

葡萄糖和油脂是重要的粮食成分,通过催化过程将二氧化碳转化为葡萄糖或者油脂,长期以来国内外研究者众多,但成功案例非常罕见。

此项研究中,科研人员首先将二氧化碳高效还原合成高浓度乙酸,然后用酿酒酵母对乙酸进行发酵。“这个过程可以理解为,先将二氧化碳转化为酿酒酵母的‘食物’乙酸,然后酿酒酵母不断‘吃醋’来合成葡萄糖和脂肪酸。”研究完成者之一、中国科学技术大学教授曾杰说。

自然界中粮食作物生长受季节、地域、气候的影响,此项研究完全实现人工可控,突破了众多外界条件限制。“利用这种电催化与生物合成相结合的模式,‘从无到有’地在克级水平合成了葡萄糖,这显示了该策略较高的生产水平与发展潜力。” 研究完成者之一、中国科学院深圳先进技术研究院研究员于涛说。

“未来,如果要合成淀粉、制造色素、生产药物等,只需保持电催化设施不变,更换发酵使用的微生物就能实现。” 研究完成者之一、电子科技大学教授夏川表示,从科研成果的产出到规模化应用仍有较长距离,有赖于相关技术的全面提升和成本的持续降低。未来,将进一步研究电催化与生物发酵这两个平台的同配性和兼容性。

上海交通大学微生物代谢国家重点实验室主任邓子新院士评价:该研究开辟了电化学结合活细胞催化制备葡萄糖等粮食产物的新策略,为进一步发展基于电力驱动的新型农业与生物制造业提供了新范例,是二氧化碳利用的重要发展方向。

该成果28日以封面文章形式在国际学术期刊《自然·催化》发表。

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