雰囲気を利用して餃子の皮を作る？中国の科学者による最新の研究は本当に驚くべきものです!

中国の科学者らは最近、二酸化炭素（CO₂）から人工デンプンを合成する完全な方法を初めて報告した。関連する結果はサイエンス誌に掲載されました。

この新しいプロセスルートにより、デンプン生産を伝統的な農業栽培から工業製造へと転換することが可能になり、CO2から複雑な分子を合成する新しい技術的ルートが開かれます。

デンプンは食品の主成分であり、重要な工業原料です。現在は主にトウモロコシなどの作物が光合成によってCO2を固定することで生産されています。このプロセスには、約 60 の生化学反応と複雑な生理学的調節が関与しています。このプロセスの理論的なエネルギー変換効率はわずか 2% 程度です。

食糧危機や気候変動など人類が直面する大きな課題を克服するためには、持続可能なデンプン供給とCO₂利用の戦略が緊急に必要とされています。植物の光合成以外の方法で CO₂ をデンプンに変換する新しい経路を設計することは、重要な革新的な科学技術の課題であり、今日の世界における大きな破壊的技術となるでしょう。

この問題に対処するため、中国科学院天津工業バイオテクノロジー研究所（TIB）の科学者らは、CO2をデンプンに変換するわずか11の主要反応からなる化学酵素システムと人工デンプン合成代謝経路を設計した。

この方法は「ビルディング ブロック」戦略によって確立されました。研究者は化学モジュールと生体触媒モジュールを統合し、バイオテクノロジーの革新的な方法で高エネルギー密度と高 CO₂ 濃度を活用しました。

研究者らは、基質競合、生成物阻害、熱力学的適応などの問題に取り組むことで、空間的および時間的分離を使用してこのハイブリッドシステムを体系的に最適化しました。

人工的な経路により、トウモロコシのでんぷん生合成よりも8.5倍効率的にCO₂からでんぷんを生産することができ、自然を超えるための大きな一歩となります。これは、前例のない能力を持つ生物学的システムを作成するための新しい科学的根拠を提供します。

「現在の技術的パラメータによれば、エネルギー投入を考慮に入れなければ、バイオリアクター1立方メートルの年間デンプン収量は、理論的には1ヘクタールの3分の1のトウモロコシを植えた場合の年間デンプン収量に等しい」と研究の筆頭著者である蔡涛氏は述べた。研究。

この研究は、CO₂からデンプンを工業的に生産するための道を開くものとなるでしょう。

「将来、このプロセスの総コストを農作物の栽培と経済的に同等なレベルまで削減できれば、耕作地と淡水資源の90％以上を節約できると期待される」と、この研究の責任著者である馬延河氏は述べた。

さらに、農薬や肥料の使用による環境への悪影響を回避し、人類の食糧安全保障を向上させ、カーボンニュートラルなバイオエコノミーを促進し、最終的には持続可能なバイオ社会の形成に貢献します。

TIBは2015年以来、人工デンプンの生合成とCO₂の利用に重点を置き、需要志向の科学技術研究を実施し、さまざまな革新的なリソースを結集し、「分野、タスク、プラットフォーム」の統合を強化し、研究作業の効果的な調整を実現してきました。