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二氧化碳的應用又多了一項，這次是合成葡萄糖和脂肪酸。

人民日報消息稱，由電子科技大學夏川課題組、中國科學院深圳先進技術研究院于濤課題組與中國科學技術大學曾杰課題組共同完成的最新研究表明，通過電催化結合生物合成的方式，將二氧化碳合成葡萄糖和脂肪酸。這篇文章被發表在期刊《自然·催化》上。

二氧化碳要變成葡萄糖和脂肪酸，需要復雜的轉化過程。根據介紹，研究人員選擇了乙酸作為中間環節，利用二氧化碳高效制備得到一氧化碳，再由一氧化碳得到乙酸。

不過，這個過程的難度在于如何進一步提升乙酸的合成效率和純度。為此，科研人員發現，一氧化碳通過脈沖電化學還原工藝合成晶界銅催化合成乙酸效率可達52%。

乙酸制備完畢后，報道稱，研究人員將引入釀酒酵母微生物，利用乙酸原料制備葡萄糖。

釀酒酵母并不罕見，主要用于酒類、饅頭類視頻發酵，在實驗室中也是一項基礎生物。不過，這一環節的困難之處是，釀酒酵母在發酵的過程中會消耗葡萄糖，相當于拉低了制備葡萄糖的整體速率。

為此，研究人員通過基因編輯的方式，敲掉了酵母菌消耗葡萄糖的酶原件，控制了對葡萄糖的消耗。此外，研究人員還在菌種中加入泛菌屬和大腸桿菌的葡萄糖磷酸酶原件，這兩種基因可以將酵母菌種體內的磷酸分子轉化為葡萄糖分子。

一增一減，進一步提升了葡萄糖的生產效率。根據介紹，這種操作下，實驗室條件中酵母菌合成葡萄糖的產量達到了2.2g/L。

除了生產葡萄糖，研究人員還通過類似的思路，增加了酵母細胞生產脂肪酸的能力，經過改造，脂肪酸的產量達到了449mg/L。

目前，利用二氧化碳的電還原反應生產基礎原料，再通過微生物制備更高附加值的化學品、燃料，已經是業界正在花大力氣研究的方向。行業中正在嘗試的方向包括，淀粉、燃料、蠟質等等。

中國科學院院士、上海交通大學微生物代謝國家重點實驗室主任鄧子新在采訪中表示，此次這項研究工作開辟了電化學結合活細胞催化制備葡萄糖等糧食產物的新策略，為進一步發展基于電力驅動的新型農業與生物制造業提供了新范例。

最前線丨科學家嘗試用二氧化碳制“糧食”，這次是葡萄糖和脂肪酸