中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院飼料研究所10月30日宣布，我國(guó)在一碳生物合成領(lǐng)域取得重大突破性進(jìn)展：全球首次實(shí)現(xiàn)從一氧化碳到蛋白質(zhì)的合成，并已形成萬(wàn)噸級(jí)工業(yè)產(chǎn)能。這一舉突破了天然蛋白質(zhì)植物合成的時(shí)空限制，為彌補(bǔ)我國(guó)農(nóng)業(yè)最大短板——飼用蛋白對(duì)外依存度過(guò)高提供了國(guó)之利器，同時(shí)對(duì)促進(jìn)國(guó)家“雙碳”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)深具意義。

項(xiàng)目首席科學(xué)家、中國(guó)農(nóng)科院飼料所研究員薛敏博士介紹，蛋白質(zhì)的天然合成通常要在植物或植物體內(nèi)具有固氮功能的特定微生物體內(nèi)，由自然光合作用形成碳水化合物的糖類(lèi)，再經(jīng)過(guò)三羧酸循環(huán)途徑多個(gè)復(fù)雜的生物轉(zhuǎn)換與酶促反應(yīng)，形成蛋白質(zhì)合成需要的氨基酸，進(jìn)而合成為蛋白質(zhì)。其中涉及復(fù)雜的遺傳表達(dá)、生化合成、生理調(diào)控等生命過(guò)程，反應(yīng)緩慢、物質(zhì)和能量的轉(zhuǎn)化效率較低，最終積累的蛋白質(zhì)含量低。

她強(qiáng)調(diào)，在人工條件下，利用天然存在的一氧化碳和氮源(氨)大規(guī)模生物合成蛋白質(zhì)，則不受此限，故長(zhǎng)期以來(lái)被國(guó)際學(xué)術(shù)界認(rèn)為是影響人類(lèi)文明發(fā)展和對(duì)生命現(xiàn)象認(rèn)知的革命性前沿科學(xué)技術(shù)。

中國(guó)農(nóng)科院飼料所與北京首朗生物技術(shù)有限公司經(jīng)多年聯(lián)合攻關(guān)，突破了乙醇梭菌蛋白核心關(guān)鍵技術(shù)，大幅度提高反應(yīng)速度(22秒合成)，創(chuàng)造了工業(yè)化條件下一步生物合成蛋白質(zhì)收率最高85%的世界紀(jì)錄。

△ 乙醇梭菌蛋白生產(chǎn)工藝流程(圖片由中國(guó)農(nóng)科院飼料所提供)

該項(xiàng)研究以含一氧化碳、二氧化碳的工業(yè)尾氣和氨水為主要原料，“無(wú)中生有”制造新型飼料蛋白資源乙醇梭菌蛋白，將無(wú)機(jī)的氮和碳轉(zhuǎn)化為有機(jī)的氮和碳，實(shí)現(xiàn)了從0到1的自主創(chuàng)新，具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。

以工業(yè)化生產(chǎn)1000萬(wàn)噸乙醇梭菌蛋白(蛋白含量83%)計(jì)，相當(dāng)于2800萬(wàn)噸進(jìn)口大豆(蛋白含量30%)當(dāng)量，“不與人爭(zhēng)糧、不與糧爭(zhēng)地”，開(kāi)辟了一條低成本非傳統(tǒng)動(dòng)植物資源生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)飼料蛋白質(zhì)的新途徑，可減排二氧化碳2.5億噸，節(jié)省耕地10億畝(以平均畝產(chǎn)大豆300斤計(jì))。

原標(biāo)題《我國(guó)首次實(shí)現(xiàn)從一氧化碳到蛋白質(zhì)的合成并形成萬(wàn)噸級(jí)工業(yè)產(chǎn)能》