农作物产量翻倍？合成生物学公司利用酶工程重新发明光合作用

太阳能是人类向“绿色”能源转变的关键因素，但植物天然具有运用这种能源的能力。大约五亿年来，植物一直通过光合作用从太阳中获取所有的能量。光合作用“机器”最初是在某些细菌中进化而来的，现在位于植物细胞叶绿体中。其中负责碳固定的关键酶就是Rubisco，使得植物/农作物能从CO2和阳光中生产纤维，种子，饲料、燃料等。

Rubisco 存在于所有农作物和非农作物中，是地球上最丰富的蛋白质，但需要如此多 Rubisco 的部分原因是，与许多其他酶相比，它的工作效率并不高。事实上，植物最多只能吸收中午接收到的太阳能的 10%。那么，使用更高效酶的农作物能否显著提高产量？这会改变农业格局吗？

几十年来，农作物的产量一直在通过多种不同技术的贡献而提高（肥料的使用，遗传学育种，生物刺激素的使用等），但理论上，改进 Rubisco 可能会带来重大改变。由于“蛋白质工程”和“机器学习”方面的最新进展，制造出更好的 Rubisco 是有可能实现的目标，一些学术研究小组正在尝试实现这一目标。

有一家名为 GigaCrop 的初创公司公司正在实施不同的战略。他们没有尝试优化 Rubisco，而是寻找比它效率更好的酶作为替代。

该公司最近在 Playground Global 领投的 种子轮前融资中筹集了 450 万美元 。其开发了一种新的碳固定途径（可以绕过 Rubisco），并且利用机器学习来改进酶，从而提高合成糖的整体速度，提高作物产量和农民的利润。

Playground Global 和 GigaCrop 董事会成员表示：“想象一下，在一个星球上，植物的效率是现在的两倍， GigaCrop 有可能改变全世界的农作物产量翻番 。这一突破可能推动能源更加丰富的未来，并通过从根本上改变农业来释放经济增长。”

GigaCrop 由首席执行官 Chris Eiben 于 2020 年创立，是伯克利实验室回旋加速器之路计划的一部分，与美国能源部资助的非营利组织 Activate 合作。该公司正在利用酶工程和植物科学重新发明光合作用，提高作物产量和抗旱能力，为繁荣和富有弹性的世界提供更多收成。

资料来源：

https://www.gigacrop.com/post/gigacrop-advances-photosynthesis-for-boosted-crop-productivity