你能想象吗？未来我们吃的馒头，可能不是来自田间地头的麦子，而是从空气中“变”出来的！在不久前上海举行的“好望角科学沙龙”合成生物学专场活动上，中国科学院天津工业生物技术研究所创始所长马延和带来了一个惊人消息：人工合成淀粉技术取得新突破，淀粉合成时间从原来的数月大幅缩短至数天，这一“升级版”的“空气变馒头”技术，正以前所未有的速度重塑着我们对生物制造和农业生产的认知，有望开启一个全新的时代。
【合成生物学：开启“第三次生物技术革命”】
合成生物学的概念最早可追溯到1911年，由法国物理化学家斯特凡·勒迪克首创。这是一门融合了生物学、基因组学、工程学和信息学的交叉学科，它实现了从“认识生命”到“设计生命”的伟大跨越，因此被誉为“第三次生物技术革命”。在这个领域，科学家们如同神奇的“魔法师”，运用工程化原理，有目的地设计生物系统，甚至尝试创造新生命。
【人工合成淀粉：从幻想走向现实】
在自然世界里，植物通过光合作用将低密度太阳能和空气中低浓度的二氧化碳转化为淀粉，这个过程不仅漫长，需要数月之久，而且能量转化效率极低，仅有约1%。然而，2021年9月，马延和团队在国际权威期刊《科学》上发表的研究成果，如同一颗重磅炸弹，震撼了科学界。他们采用类似“搭积木”的方式，从头设计、构建了11步反应的非自然固碳与淀粉合成途径，在实验室中首次实现了从二氧化碳到淀粉分子的全合成。这就好比把科幻小说中“空气变馒头”的幻想变成了现实，而且是完全不依赖植物光合作用，利用二氧化碳、水和氢能这些原料来生产淀粉。
【技术突破：速度与效率的双重飞跃】
马延和团队并未满足于此，他们对淀粉人工合成的途径进行了优化和整合，推出了3.0版本。与玉米合成淀粉相比，这一新技术实现了质的飞跃。能量转换效率提升了3.5倍，淀粉的合成速度更是提升了8.5倍，原本需要2 – 3个月的自然淀粉合成时间，如今被缩短到了数天。这意味着，未来淀粉生产有可能彻底脱离农业种植，实现工业化的车间制造。想象一下，在一个1立方米大小的生物反应器中，就能生产出与5亩土地种植出来的玉米相当的淀粉量，这将为解决粮食问题、拓展生存空间带来无限可能，甚至让人类在太空生存也成为了可能。
【AI助力：合成生物学拓展新边界】
马延和还特别强调了人工智能技术在合成生物学发展中的重要作用。随着AI技术的不断进步，合成生物学的“理性设计”进程得到了极大的推动。目前，合成生物学已经拓展到了蔗糖、己糖、生物可降解材料等多碳复杂分子的合成领域，为食品、能源、医药等多个行业提供了全新的解决方案，展现出巨大的应用潜力。
【市场前景：合成生物学蓬勃发展】
据上海合成生物学创新中心和波士顿咨询公司共同发布的《中国合成生物产业白皮书2024》显示，全球合成生物学市场规模呈现出强劲的增长态势。从2018年的53亿美元增长到2023年的超过170亿美元，平均年增长率达27%，并且预计未来将持续增长，到2028年将达到近500亿美元。
【新闻总结】
“空气变馒头”升级版技术的出现，是合成生物学领域的一次重大突破。人工合成淀粉技术从最初的实验室实现，到如今合成速度大幅提升，不仅为解决粮食安全和资源短缺问题提供了新的思路，还拓展了人类生存的新可能。人工智能的助力让合成生物学发展更加迅猛，其应用领域不断拓展。而全球合成生物学市场的蓬勃发展，也预示着这一领域未来将释放出巨大的经济价值。随着技术的不断进步，我们有理由相信，合成生物学将在未来深刻改变我们的生活，为人类带来更多的福祉。
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