最新研究可将二氧化碳高效还原合成为葡萄糖和油脂

CO2可以变葡萄糖?中国科研团队再次“点石成金”。4月28日，国际期刊《自然——催化》以封面文章形式刊登的一项成果显示，通过电催化结合生物合成等方式，可以将二氧化碳高效还原合成为葡萄糖和油脂。

这一成果由电子科技大学、中科院深圳先进院和中国科学技术大学共同完成。

工业废气变“食醋”

未来是否能实现喝“西北风”吃饱饭?对此，科学家一直在探索的路上。此前，中国科学家已成功“点石成金”，在国际上首次实现了二氧化碳到淀粉的从头合成，做到了“空气变面条”。

此次二氧化碳“变”葡萄糖，是我国科学家独创的一种转化新路径。

“首先，我们需要把二氧化碳转化为可供微生物利用的原料，方便微生物发酵。”论文共同通讯作者、中国科学技术大学教授曾杰介绍道，清洁、高效的电催化技术可以在常温常压条件下工作，是实现这个过程的理想选择，他们就此已经发展了很多成熟的电催化剂体系。

至于要转化为哪种“原料”，研究人员将目光瞄准了乙酸。因为它不仅是食醋的主要成分，也是一种优秀的生物合成碳源，可以转化为葡萄糖等其他生物物质。

“二氧化碳直接电解可以得到乙酸，但效率不高，所以我们采取‘两步走’策略——先高效得到一氧化碳，再从一氧化碳到乙酸。”曾杰说。

微生物“吃醋”产葡萄糖

得到乙酸后，研究者们尝试利用酿酒酵母这一微生物来合成葡萄糖。在该工作中，与生物学相关的设计与实验在深圳先进院完成。

“酿酒酵母主要用于奶酪、馒头、酿酒等发酵行业，同时也因其优秀的工业属性，常被用作微生物制造与细胞生物学研究的模式生物。”论文共同通讯作者、中科院深圳先进院研究员于涛说，利用酿酒酵母通过乙酸来合成葡萄糖的过程，就像是微生物在“吃醋”，酿酒酵母通过不断地“吃醋”来合成葡萄糖，“然而在这个过程中，酿酒酵母本身也会代谢掉一部分葡萄糖，所以产量并不高。”

“利用模式生物酿酒酵母‘从无到有’地在克级水平合成了葡萄糖，这代表了该策略较高的生产水平与发展潜力。”于涛表示，为了进一步提升合成的葡萄糖产量，不仅要废除酿酒酵母的能力，还要加强它本身积累葡萄糖的能力。(记者 袁斯茹)

关键词： 二氧化碳 中科院深圳先进院 中国科学技术大学 电子科技大学