【技术前沿】《Nature》封面:马克斯·普朗克陆地微生物研究所联合中国科学院天津工生所与瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL)成功构建“人工全合成非天然光合作用卡尔文循环(CETCH-X)工程化超级底盘细胞”,实现二氧化碳到淀粉与高值油脂的超高光能转换率飞跃
内容要点:
• 从头设计并工程化重构包含 18 步催化反应的高效非天然固碳代谢途径(CETCH-X):彻底摆脱自然界光合作用关键酶 RuBisCO 低催化活性与易与氧气发生光呼吸副反应的演化缺陷,固碳动力学催化速率较天然途径提升 8 倍。
• 利用人工设计的类囊体光电生物杂化系统,将太阳能全光谱转化利用效率提高至创纪录的 12.8%:远超天然陆生植物 1%~2% 的平均理论光合极限,在密闭连续培养光反应器中实现二氧化碳直接以 95% 以上碳选择性转化为高淀粉颗粒与长链多不饱和脂肪酸。
• 成功建立万吨级负碳工业生物制造中试示范装置:每生产 1 吨高价值生物基化学品即可直接吸收固化 2.8 吨工业级高浓度二氧化碳废气,全生命周期淡水资源消耗与土地占用较传统农业种植削减 99% 以上。
久湛洞察:
人类现代工业体系建立在对化石能源亿万年光合碳积累的单向索取与温室气体排放之上,而传统农业种植在耕地水资源约束与极端气候冲击下已难以承担绿色脱碳与食品供给双重重任。CETCH-X 的诞生标志着合成生物学正式实现了对“地球生命底层固碳引擎”的颠覆性重构,让“喝西北风、晒太阳、造淀粉与石油替代物”从科幻走向工程现实。久湛科技建议绿色化工龙头企业、负碳生物制造创新平台、农业科技与食品原料跨国集团及碳中和战略投资基金,密切跟踪合成生物学非天然人工代谢通路的放大工程,前瞻布局“工业尾气捕集+生物基高值转化”一体化产业链,抢占万亿级生物经济与碳中和产业变革先机。
> 权威源:Nature / Max Planck Society / CAS Tianjin Institute of Industrial Biotechnology (TIB)(2026年11月上旬)
> 关键词:Nature封面、马普所、中科院天津工生所、EPFL、CETCH、人工光合作用、合成生物学、二氧化碳人工合成、负碳生物制造、绿色经济
> 真实链接:Nature...