咱們國家的合成生物學又取得了重大突破，二氧化碳直接可以變成白糖了。

中國科學院的兩個研究所，天津工業生物技術研究所和大連化學物理研究所一起攜手，在幾年前實現二氧化碳合成淀粉之后，再次取得關鍵性突破，您要知道，這白糖不但是重要的食品和營養來源，更是制造炸藥的戰略物資，以后咱們喝著西北風就能源源不斷產出白糖，想想就讓人興奮。

但是這項技術他真的能夠大規模工業化生產了嗎？它的生產成本到底高不高？和我們傳統的通過種植甘蔗，還有甜菜制作白糖相比，哪種方法更劃算呢？

首先我要從技術上告訴大家，從二氧化碳變成白糖需要一個什么樣的過程？

這其實主要分為兩個大的步驟，首先是要把二氧化碳變成甲醇，然后才是把甲醇變成白糖。

在這項工作中，大連化物所李燦院士團隊完成了第一步二氧化碳變甲醇的工作，天津工業生物技術研究所完成了第二步甲醇變白糖的任務。在幾年前實現了二氧化碳合成淀粉后，天津工業生物技術研究所的研究人員繼續前進，搞定了二氧化碳合成葡萄糖等單糖的工作，而這次，則是終于搞定了更加復雜的雙糖合成。

從甲醇到糖的轉化，需要用到各種各樣的生物酶，從甲醇到葡萄糖前體需要5個步驟的酶催化反應，到果糖差不多6步，再到蔗糖還需要4步，正是靠著生物學的技術突破，科學家們才從自然界的植物身上找到了負責積攢糖分的所有重要零件，然后拋掉植物載體，憑空構建出了一套人工合成體系，讓復雜的生物過程能夠在實驗室和工廠中，以更高的效率源源不斷制造白糖。

但是這種完全用人工體系制造出來的白糖，它安全嗎？它能吃嗎？

因為整個生產過程里邊用的都是大自然里邊存在的酶，而且最終生產出來的也是真正意義上的蔗糖，所以說它肯定是能吃的。而且在突破了雙糖合成之后，我們還可以進一步合成各種各樣的生物多糖。就好像是人參多糖，枸杞多糖，銀耳多糖。這些對于身體有好處的東西，我們都可以找到合適的酶還有合成途徑，靠著工業化的方法，源源不斷生產出來，讓我們變得更健康。

那么這種方法制造白糖，它的成本高不高？能不能夠大規模工業化生產呢？

剛剛我們提到過這項技術分為兩個步驟，首先是二氧化碳變成甲醇，這一步的成本非常低，已經進入實際應用階段，而甲醇到蔗糖的環節，因為需要用到很多的生物酶，暫時成本還比較高。但是在人工智能的幫助下，各種酶的效率和結構在不斷優化，成本也在迅速下降，相信很快就可以走進尋常百姓家。

還有朋友可能會問，植物還有農作物，它們進行光合作用的本質其實就是把二氧化碳轉變成為糖，還有淀粉這些營養物質，已經有了各種各樣的農作物，為什么還要去研究用人工的辦法將二氧化碳變成蔗糖這樣的一種過程呢？原因就在于人工合成的效率比大自然的光合作用效率高的多，植物對于陽光的利用大概只能夠達到2%的水平，但是我們在實驗室里和工廠里可以把這樣的轉化率提高到17%。所以等我們完全掌握了這些技術以后，很多原材料的生產都會變得更有效率更加便宜。有科學家預測以后我們醫術住行相關的各種基本物資。生產其中會有70%以上，都是用合成生物學的方法加以完成的。到那個時候，餓肚子這件事情應該就能和人類徹底的說再見了。

而且等真正進入太空時代，月球、火星這些地外基地的后勤保障真的都得靠這個，航天員以后的生活垃圾和排泄廢物將會被回收，轉化成為最基本的氮、磷、碳、氫、氧，然后在充足的太陽光照射下，被我們設計的人工合成系統迅速轉化為蛋白質，脂肪和糖類，最終轉化成為循環燃料和食物。幫助人類在太空中越走越遠。

除了制造各種各樣的重要物資，科學家進行這方面的研究，還能夠幫助我們更快更多地消耗二氧化碳，避免地球繼續變暖。大家其實已經感受到了，這些年的天氣變化已經越來越劇烈，努力用技術方法讓天氣這匹脫韁的野馬回歸正軌，也是全世界的科學家都在努力追求的重要目標。這些年我們一直在追求的碳中和目標就是希望能夠盡量減少二氧化碳凈排放，但是傳統的化學和物理方法不能產生經濟效益，很難讓大家自覺自愿的推廣和堅持下去。所以我們一定要想辦法把二氧化碳變成值錢的、有用的東西，這樣讓碳中和深入人心，讓大家真正有意愿把碳中和做下去。

總而言之，這項能夠把二氧化碳直接變成白糖的技術突破，既能幫助人類解決糧食危機，又能幫我們帶來更加清潔的能源，還能阻止全球氣候變暖，實在是功在當代、善莫大焉。期待中國科學家們加把油，讓我們能早日吃到二氧化碳牌的白砂糖！

我是李旭，陪您解讀科學奧秘。