世界看点：深耕人工合成淀粉“无人区”──记中科院天津工业生物技术研究所研究员蔡韬

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天津北方网讯：2021年9月24日对于蔡韬来说，是终生难忘的日子。这一天凌晨，国际学术期刊《科学》发表了我国最新科研成果──国际上首次在实验室实现了从二氧化碳到淀粉的人工全合成。这项成果被国际学术界认为是影响世界的重大颠覆性技术。作为该项成果的主要完成人、团队的核心成员之一，中国科学院天津工业生物技术研究所研究员蔡韬内心百感交集：“六年如一日的默默坚守、执着奋斗，心中的淀粉‘蓝’图终于付诸实践。”

时针拨回到2015年。当时，研究所决定正式向“二氧化碳到淀粉人工合成”这一国家重大前瞻性、战略性科技问题发起“进攻”，试着解析二氧化碳合成淀粉的“科学密码”。面对这个几乎不可能完成的任务，蔡韬进行了认真思考：“如果这个科学设想能够实现，把二氧化碳通过工业化的方式高效转化为粮食的重要组分淀粉，既能助力国家粮食安全，又能促进二氧化碳减排。”蔡韬无比确定，国家的需要就是他要做的事。

接到任务的时候，尽管蔡韬已经有了“打硬仗”的思想准备，但自然界的淀粉合成依赖植物光合作用，涉及约60步代谢反应以及复杂的生理调控。在实验室靠人工设计的路线达到同样的效果谈何容易。没有成功案例可参考，一切从零开始。

虽然向科学进军的道路布满荆棘，但始终有一批人静心笃志、甘之如饴。相较于复杂自然淀粉合成过程，蔡韬和团队提出了化学-生物耦合的淀粉合成新思路，从头设计了11步反应的淀粉合成新途径，在实验室中首次实现了从二氧化碳到淀粉分子的人工从头全合成。

6年的时间，蔡韬和团队没有发过一篇文章，只有33本实验记录本，里面记录着他们2000多个艰辛的日夜。蔡韬坦言：“实验最艰难的时期，我也曾经动摇和彷徨，但是最终，‘坚持’成就了我们的梦想，在又一个科研‘无人区’留下了我们坚实的脚印。”

2018年7月24日，也是人工合成淀粉的“诞生日”。那天蔡韬正在参加一个会议，手机收到了工作人员发来的照片。照片里有3个试管，其中一个试管里呈现蓝灰色，这就是他们想要做的人工合成淀粉。“看到‘淀粉蓝’，我知道，我们坚持的道路是正确的。虽然微弱，却代表了一种全新的可能。”蔡韬说。

接下来的3年，蔡韬和团队把淀粉生产强度提高了136倍。这种人工方法生产淀粉的速率和能效超越了玉米等农作物，使工业化车间制造淀粉成为可能。该成果得到国内外专家的高度评价，认为是“典型的0到1原创性突破”。

“我们正在努力提高淀粉人工合成的能量效率，尽快推进淀粉人工合成工程化示范进程。”蔡韬表示，在实现了从“0到1”的突破后，这项科学成果还需要尽快实现从“1到10”和“10到100”的转换，最终成为解决人类发展面临重大问题的有效手段和工具。（津云新闻编辑孙畅）

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