是熟鸡蛋孵小鸡,还是大国重器?我国人工合成淀粉将受到美国打压
科普启示录 2021.10.27 125213 0
“煮熟的鸡蛋孵小鸡?”
很多人曾经看见过所谓的“煮熟的鸡蛋孵出小鸡”的报道,第一反应觉得人工合成淀粉也是夸大其词,就像传说里的神仙一样餐风饮露。但是人工合成淀粉确实是实现了餐风饮露,而熟鸡蛋生小鸡则完全是谣言。
2015年,美国UCI科研团队实现了将煮熟的鸡蛋变回生鸡蛋,消息一出,也有很多人不相信。尤其是,一些无良媒体开始宣扬煮熟的鸡蛋孵出小鸡,,让很多人对于这一科学成就嗤之以鼻。其实熟鸡蛋还原成生鸡蛋是完全符合科学理论的,只不过做不到100%还原,所以还原之后也无法孵小鸡。按照常理来说也不现实,因为这相当于死而复生,完全是不可能的事。
不过,人工合成淀粉却有本质区别,为什么呢?简单地说,水和二氧化碳是无生命的,淀粉也是无生命的,它们之间相互转化,这是符合人类认知的事。从科学理论上说,这种化学反应叫氧化反应,也包括无机物转化为有机物,我们吃的蔬菜就是这么长出淀粉的。在此之前,我们不是没有成功案例,也就是1965年,我国首次合成人工牛胰岛素。从无机物到有机物的转化,不是天方夜谭,这项成就必将载入史册,我们的怀疑将深深地伤害科学家的心。
合成淀粉无用论
2021年9月24日,人民日报和光明日报报道,中科院天津工业生物所副研究员蔡韬表示:如果未来人工合成淀粉的系统过程的成本,能够降低到与农业相比具有经济可行性。那么,这项技术将会为我国节约90%以上的耕地和淡水资源。
我国人口总量大,粮食的供给是国家的头等大事,所以死守耕地红线,以免因为缺乏粮食而被外国扼住咽喉一直是我国的战略任务。如果将人工合成淀粉的成本降低,技术简化,我国就可以释放更多的劳动力和资源用于其他刚需产业。比如,现在我国摄入蛋白质需求增加,国内大豆供给不足,就需要从美国大量进口。那么将一部分粮食用地拿来种大豆,就可以避免被美国限制。更多利用方法,大家自行想象。毕竟节约90%以上的耕地和淡水,想必大家都能明白这其中的意义。
研究过程
人工合成淀粉虽然听上去简单,但是在研究的过程中却非常困难。我们知道粮食种植,一般要几个月、半年甚至一年才能成熟食用。这是因为植物通过光合作用合成淀粉,需要完成多达60步代谢反应,最终将太阳能转化为所需能力的效率却仅仅只有2%。
为了简化合成步骤,提高能量转化率。科研团队经过计算机计算和筛选,在起点二氧化碳和终点淀粉之间,最终锁定了30条可能的路径。期间挖掘和改造了来自动物、植物、微生物等,31个不同物种的62个生物酶催化剂,通过蛋白别构调控改造、反应时空分离优化等技术,历时六年时间只为一个目标,解决在生物体细胞外的淀粉合成问题。
最终优中选优,使用10个酶逐步将甲醇转化为淀粉。经过各种优化,科研团队成功将从二氧化碳到淀粉的合成途径简化至11步,并实现了精准调控。最终人工淀粉合成速率是玉米淀粉合成速率的8.5倍,能量转化率则达到了10%,比种地高效得多。
实现太空旅行
其实,人工合成的淀粉不仅与农业资源有关系,还能和很多其他学科和领域组合,让我们探索更加广阔的空间。如果说,人工合成淀粉是一把金钥匙的话,那么我们就可以尝试用它去开无数的锁,推开无数扇门。比如,我国技术先进的航天事业。
以往,我们的载人航天工作只在地月范围内进行,人类目前还没有踏足火星,更别说探索太阳系和整个宇宙了。我们看美国的太空旅行电影,可以看到外星生物、穿越虫洞、改变时间等惊险刺激的剧情。但是,实际的太空旅行是很枯燥的,漫长的旅行需要足够的食物和燃料。但是飞船和飞机一样,需要限制重量,选择多带食物还是多带燃料就成了两难的抉择。
人工合成淀粉恰恰可以解决这一问题。人工合成淀粉最神奇的一点就在于,我们呼出的二氧化碳和水,与淀粉之间会形成一个物质循环。如果我们反过来想,就相当于让人类增加了植物特有的光合作用的能力。试想一下,在太空旅行的宇航员,哈一口气,手指一撮,一块面包隔空出现,是不是像魔法一样。当然,现实中的淀粉不是靠魔法编出来的,是科学家六年如一日改进制造方法,通过机器合成出来的。
人工合成淀粉会步转基因的后尘吗?
人工合成淀粉还有一个非常关键的问题,就是人能吃吗?关于这个问题,目前科研团队还没有明确的答复,仍需进一步的实验研究。但是我认为即使现在的合成淀粉不能吃,或者不好吃,我国也会加大投入,让它变得能吃好吃。在这一步骤还没有完成之前,我们中国的人民应该给予这支平均年龄30岁的年轻科研团队更多支持,而不是质疑甚至污蔑。
现在,我们提到转基因和非转基因还能争论不休,我非常担心人工合成淀粉技术会步转基因技术的后尘。要知道,在当今西方国家掌控国际话语权的情况下,即使人工合成技术绝对安全,也有可能被打上致癌、违反伦理的烙印。美国很擅长颠倒黑白,疫情期间我国的对外援助被污蔑为“疫苗外交”,而蓬佩奥一个铜板没花,就声称援助了中国一个亿。这些都是近在眼前的例子。尤其是,人工合成淀粉出世以来,外媒的报道几乎全部被压了下来。
但这还不是我最担心的,我最担心的反而是我们自己缺乏对我国科学家的信心。甚至有的人明明连见都没见过人工合成淀粉,却像吃了毒药一样,跟着一些反动舆论抹黑我国的科技。但是,事实却是:
该成果得到国内外专家的高度评价,该工作是“扩展并提升人工光合作用能力前沿研究领域的重大突破,是一项具有‘顶天立地’重大意义的科研成果”,将在下一代生物制造和农业生产中带来变革性影响。
最后引用中科院周琪副院长的一句话,坚定大家对人工合成淀粉技术的信心。
中科院将集成相关科技力量,一如既往地支持该项研究深入推进。人工合成淀粉“后续还需要尽快实现从‘0到1’的概念突破到‘1到10’和‘10到100’的转换,最终真正成为解决人类发展面临重大问题和需求的有效手段和工具。”
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