一氧化碳人工合成蛋白质技术

在人工条件下，利用天然存在的一氧化碳和氮源（氨）大规模生物合成蛋白质，长期以来被国际学术界认为是影响人类文明发展和对生命现象认知的革命性前沿科学技术。

2021年10月30日，中国农业科学院宣布在全球首次实现从一氧化碳到蛋白质的合成，并已形成万吨级工业产能。这一举突破了天然蛋白质植物合成的时空限制，为弥补我国农业最大短板——饲用蛋白对外依存度过高提供了国之利器，同时对促进国家“双碳”目标实现具有深远意义。

该项研究以含一氧化碳、二氧化碳的工业尾气和氨水为主要原料，“无中生有”制造新型饲料蛋白资源乙醇梭菌蛋白，将无机的氮和碳转化为有机的氮和碳，实现了“从0到1”的自主创新，具有完全自主知识产权。

蛋白质的合成实际上就是将生物的DNA转录到mRNA再生成蛋白质的过程。这是一个非常复杂的过程。天然合成蛋白质需要在植物体内或者植物体内具有固氮功能的特定微生物体内进行才行，它们会将光合作用形成碳水化合物的糖类，然后通过三羧酸循环途径以及多个复杂的生物转换与酶促反应，形成了蛋白质的组成部分——氨基酸，从而进一步合成蛋白质。这是生物一个非常复杂的遗传表达、生化合成等生命过程，在这一过程中物质和能量的转化效率都很低。在人工合成的条件下，蛋白质合成比天然合成的速度提高了几十倍。这意味着突破了时间和空间的界限，并以工业化的方式实现蛋白质的合成。

有专家认为，这项技术若能在国内所有钢铁、煤电、石化和煤加工企业中应用，将会是一场对碳循环、利用、捕集有效促进的碳革命，具有显著的经济、社会和生态效益，战略意义重大。