中國科學(xué)院天津工業(yè)生物技術(shù)研究所はこのほど、デンプンの人工合成で重要かつ畫期的な進(jìn)展を遂げ、世界で初めて二酸化炭素（CO2）からデンプンへの一からの合成を?qū)g現(xiàn)した。関連研究は24日、國際的な學(xué)術(shù)誌「サイエンス」に掲載された。

デンプンは現(xiàn)在主に、緑色植物の光合成によるCO2固定で合成されている。トウモロコシなどの農(nóng)作物には、CO2をデンプンに変える60數(shù)ステップの代謝反応及び複雑な生理的調(diào)節(jié)があり、太陽エネルギーの理論的利用効率は2％を超えない。農(nóng)作物の栽培は通常數(shù)カ月の期間が必要で、大量の土地、淡水、肥料などの資源が使われる。

論文の連絡(luò)著者で、同研究所の馬延和所長は、「科學(xué)研究者は長期間にわたり、光合成という生命プロセスの改善に取り組み、CO2の転化速度と太陽エネルギーの利用効率を高め、最終的にデンプンの生産効率を上げようとしてきた」と率直に述べた。

この難題を解決するため、同研究所の研究者は11ステップの反応を持つ非自然CO2固定及び人工的デンプン合成の新たな方法を一から設(shè)計(jì)し、実験室內(nèi)で初めてCO2からデンプン分子への全合成を?qū)g現(xiàn)した。

研究チームは「積み木」のような方法を採用し、中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所と協(xié)力し、化學(xué)觸媒により高濃度CO2を高密度水素エネルギーの作用によりC1化合物に還元した後、C1ポリメラーゼを設(shè)計(jì)?構(gòu)築することにより、化學(xué)糖鎖反応の原理に基づきC1化合物をC3化合物に重合させた。最後に生物學(xué)的方法で最適化し、C3化合物をC6化合物に重合させ、さらに直鎖?側(cè)鎖デンプン（Cn化合物）を合成した。

論文の筆頭著者で、同研究所の蔡韜副研究員は、「この人工的なデンプン合成の速度はトウモロコシの8.5倍で、自然を設(shè)計(jì)し、自然を超える目標(biāo)の達(dá)成に向け大きな一歩を踏み出し、新機(jī)能の生物システムの構(gòu)築に向けた新たな科學(xué)的基礎(chǔ)を提供した」と述べた。

十分なエネルギー供給の條件下で、現(xiàn)在の技術(shù)パラメータに基づき推算すると、1立方メートルの大きさのバイオリアクターのデンプン年間生産量は理論上、中國の0.33ヘクタールの土地でのトウモロコシ栽培の平均的な年間生産量に相當(dāng)する。この成果はデンプン生産の従來の農(nóng)業(yè)栽培スタイルから工業(yè)生産スタイルへの変化を可能にするとともに、CO2を原材料とした複雑な分子の合成に向けた新たなテクノロジー?ロードマップを切り開いた。（編集YF）

「人民網(wǎng)日本語版」2021年9月24日