2015年起 ， 围绕人工合成淀粉与二氧化碳生物转化利用 ， 中科院天津工业生物所开始了科技攻关 。 这“冷板凳”一坐就是6年 。
蔡韬坦言 ， 中途也曾有过任务进行不下去、想要放弃的时刻 。 与历经数十亿年进化的自然途径相比 ， 人工设计的途径在不同催化反应以及酶之间 ， 存在兼容性差等一系列的科学问题 。 他告诉采访人员 ， “为了实现从‘0到1’的突破 ， 实验室里的记录表堆起来 ， 接近一个办公桌的高度 。 ”
整整6年时间 ， 一个团队为做一件事、一个目标、一个任务 ， 紧紧地聚集在一起 ， 生动诠释了研究所一直倡导的“细胞文化” 。 整个科研项目实行“项目制”管理机制 ， 每一个成员就如同一个“细胞组件” ， 各自功能分工明确 ， 有机统一 ， 将细胞应有的功能发挥到极致 。
“中国科学历史上从来不缺有挑战精神的科学家 ， 也从来不缺具有远见卓识的管理者 。 ”中科院副院长周琪提到 ， 此次科研突破最大的意义在于 ， 让我们充分地认识到：“人 ， 是有可能创造一些以往不存在的 ， 但是更加合理的生物反应 ， 可能会改变生命过程 ， 甚至也可能改变工业进程；同时也让我们再次认识到 ， 有组织的建制化攻关机制和敢为人先、潜心研究、团结协作的科学家精神结合在一起 ， 会迸发出多么强的创造力 。 ”
“立地”——跨越人工途径生物进化的鸿沟
“人工合成淀粉”的设想已成现实 。 如今 ， 人们开始追问 ， 科学家为何一定要对光合作用“逆天改命”？
如果说 ， 在此之前农业种植是生产淀粉的唯一途径 ， 人们只能依靠春耕夏耘、秋收冬藏的方式获得粮食淀粉；如果说上亿年传承下来的耕种方式 ， 并没有改变“四海无闲田 ， 农夫犹饿死”的现状 ， 全球仍有超过1亿人处于严重饥饿状态 ， 粮食安全仍是未来重大挑战之一 。
那么 ， 天津工业生物所首次实现了淀粉分子的全人工合成的科学成果 ， 将为农业生产带来重大变革 。
日本神户大学副校长兼教授、日本理化研究所可持续资源科学中心副主任近藤昭彦感慨 ， “不依赖光合作用 ， 从二氧化碳到淀粉的合成无疑是我们长期追求的梦想 。 我们可以利用合成的淀粉生产各种各样的材料和食物 。 ”
在实验室里 ， 从二氧化碳转化为淀粉的合成速率 ， 是玉米在自然情况下合成与积累淀粉的速率的8.5倍 ， 人工光合作用的能力得到了进一步扩展 ， “使淀粉生产的传统农业种植模式 ， 向工业车间生产模式转变成为可能 ， 为二氧化碳原料合成复杂分子开辟了新的技术路线 。 ” 蔡韬说 。
他告诉采访人员 ， 可以大胆设想 ， 当“二氧化碳制淀粉”技术被工业化运用后 ， 未来淀粉的生产将通过类似“啤酒发酵”的模式 ， 有可能在车间实现按需定制生产 ， 变革传统农业种植获取的生产方式 。 而当二氧化碳制淀粉的生产工业车间 ， 一旦具有经济可行性 ， 将有可能会节约90%以上的耕地和淡水资源 。
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