利用二氧化碳高效、可持續地合成高能量羰基長鏈化合物目前仍是一項巨大的挑戰。近期，我國科學家通過將電催化與生物合成相結合，成功實現了以二氧化碳和水為原料合成葡萄糖和脂肪酸。研究成果以封面文章的形式發表在《Nature Catalysis》期刊，標題為：“Upcycling CO2 into energy-rich long-chain compounds via electrochemical and metabolic engineering”。
科研人員設計了一個空間耦聯的電生物系統，該系統包含二氧化碳電解和酵母發酵。在二氧化碳電解中，科研人員將納米結構的銅催化劑和固態電解質反應器相結合，實現了先將二氧化碳轉化為一氧化碳中間體，再進一步合成為高純乙酸。在隨后的微生物發酵中，科研人員對釀酒酵母進行基因工程改造，敲除己糖激酶基因，并過表達異源葡萄糖-1-磷酸酶基因，從而使釀酒酵母利用二氧化碳電解產生的乙酸合成了葡萄糖。此外，科研人員還以電催化合成乙酸為底物，在構建的產脂肪酸菌株中合成了脂肪酸。
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