由于缺少自然途徑長期的進化過程,研究中面臨的另一難題是不同物種的生物酶催化劑難以適配。針對這個問題,研究團隊開發(fā)了模塊組裝優(yōu)化與時空分離反應策略,通過別構調控優(yōu)化、順序分步反應創(chuàng)建,解決了人工途徑中底物競爭、產物抑制、熱/動力學匹配設計等問題,獲得淀粉合成速率和效率顯著提升的人工途徑,實現(xiàn)直鏈淀粉和支鏈淀粉的可控合成。
“按照目前的技術參數(shù),在能量供給充足的條件下,1立方米大小的生物反應器年產淀粉量相當于5畝土地的玉米淀粉年平均產量,為淀粉生產的車間制造替代農業(yè)種植提供了一種可能。如果未來該系統(tǒng)過程的成本能夠降低到具有經濟可行性,將可能節(jié)約90%以上的耕地和淡水資源,避免農藥、化肥等對環(huán)境的影響。”蔡韜告訴記者。
這一成果得到國內外領域專家的高度評價,認為該工作是“典型的0到1的原創(chuàng)性突破”,不僅對未來的農業(yè)生產、特別是糧食生產具有重要影響,也對全球生物制造產業(yè)的發(fā)展具有里程碑式的意義。
