中科院天津工业生物所马延和：合成生物学将重塑农业生产格局

来源：经济观察网

“利用合成生物学的途径，用1立方米大小的生物反应器生产的淀粉量，就能与5亩土地种植出来的玉米相当。”9月19日，在由中科创星发起的“好望角科学沙龙”合成生物学专场活动上，中国科学院天津工业生物技术研究所创始所长马延和表示，人工合成淀粉的突破使不依赖土地、淡水等农业资源的淀粉车间制造成为可能，将在未来重塑生物制造与农业生产的格局。

谈及人工合成淀粉技术的最新进展，马延和称，团队将淀粉人工合成的途径优化、整合到3.0的版本。与玉米合成淀粉相比，人工合成淀粉的能量转换效率提升3.5倍，淀粉的合成速度提升8.5倍，把此前2-3个月的自然淀粉合成时间缩短到数天。“这意味着未来淀粉生产可脱离农业种植，实现工业化的车间制造。”

“淀粉合成是一个能量输入过程，生化反应步骤多而代谢复杂，很多生理调控的问题和机制都未被阐明。”马延和进一步表示，团队从6568种生化反应中筛选出最优路径，通过定向改造酶分子、创建非自然人工酶，解决了热力学匹配、代谢流平衡等世界级难题，最终成功合成了淀粉。

2021年9月，国际权威期刊《科学》在线发表了马延和团队的研究成果。至此，人工合成淀粉成为合成生物学领域的里程碑式进展。国际上首次实现不需要依赖植物光合作用，仅采用人工手段，就可将自然的代谢过程重新拆解、组装，以二氧化碳、水和氢能为原料，在实验室生产出淀粉。

“人工智能技术的发展，大大推动了合成生物学‘理性设计’的进程。”马延和还介绍了AI技术对于合成生物学的重要性，并表示随着技术的不断发展，合成生物学已拓展至蔗糖、己糖、生物可降解材料等多碳复杂分子的合成，为食品、能源、医药行业提供全新解决方案。

在本次活动中，100余位来自合成生物学相关领域的专家学者、科技企业创始人、知名投资机构负责人等参与。在圆桌讨论环节，马延和与中国科学院过程工程所研究员邢建民、上海合成生物学创新中心副院长付小龙，以及合成生物学技术领域的科创企业代表，就合成生物学的技术进展和商业化前景等进行了深入讨论。

（来源：上海证券报 作者 林玉莲 曾庆怡）