【人工合成淀粉:迷宫寻途2000天】2015年初,还在国外访问交流的蔡韬接到了马延和的电话:“未来所里计划做人工合成淀粉的项目,凭空制造。”

“凭空制造?这可能吗?”他有点惊讶。

6年后,他们把不可能变成了现实。中国科学院天津工业生物技术研究所(以下简称中科院天津工业生物所)通过复杂代谢途径的从头设计与精准调控,在国际上首次实现电/氢能驱动二氧化碳从头合成淀粉。9月24日,这一研究成果于《科学》在线发表。

图:实验人员在做淀粉遇碘显色试验。 倪思洁摄

△ 从0到1 从无到有

淀粉作为一类重要的高分子碳水化合物,为人类生存提供了所需的热量。1万多年来,农业种植都是生产淀粉的唯一途径。

可植物光合作用的能量效率低、生长周期长,为了应对粮食安全问题,科学家探索出了杂交育种、模块育种、分子育种等办法,还建立了人工光合系统。

“但这些都没有脱离植物本身的固碳模式。就像是跑得再快,本质上还要依靠双脚。能不能跳出这个模式,造一辆汽车呢?”中科院天津工业生物所所长、人工合成淀粉项目首席科学家马延和说。

与此同时,我国的二氧化碳减排压力巨大,而以二氧化碳为原料合成所需物质是摆在所有科学家面前的一道难题。

“利用二氧化碳合成淀粉”,一听说这个项目,即便是领域内的知名专家也纷纷摇头,“植物的光合作用已存在十几亿年,至今还未完全弄清楚系统机制,你们能从头合成”?

大家的质疑不无道理,这是从没有人做过的事,翻遍所有文献库,也找不到任何关于合成路径、研究方法的线索。

2018年7月24日下午,中科院天津工业生物所副研究员、人工合成淀粉项目经理蔡韬在实验室楼上的会议室里,准备参加中科院重点项目阶段评审会。自立项以来,他和同事已试验了两年多,尝试了无数次,但都以失败告终,眼看着为期3年的项目就要完结,他们的压力积攒到了最大值。

3点多钟,蔡韬接到了实验室技术员乔婧发来的一张照片。照片中并排的3个试剂管,中间的碘溶液呈淡淡的蓝紫色,与左右两边的无色和深蓝色状态对比明显。

“两边的是对照组,中间的是最新一次的试验结果,与碘溶液反应变蓝。”乔婧说。

蔡韬立即打电话确认,得到肯定的回复后,仍不放心,一路小跑至实验室,直到亲眼见到试剂管,他才抑制不住地喊道,“太好了!太好了!我汇报时终于可以说‘制造路径全线打通’。”

技术员孙红兵记得,那天大家都很开心,蔡老师一改往日的严肃,脸上挂满了笑容。

“相当于长征路上的遵义会议。”“那真是我见过最美的颜色。”蔡韬对《中国科学报》记者说。

至此,人工合成淀粉正式迈出了“从0到1”的一步,人类对于生命科学的认知边界又拓宽了一点。

△ 迷宫寻途 从有到优

成功的喜悦抹平了此前所有的遗憾,以至于他们在讲述研究历程时,会下意识地将前期困难一笔带过。

可最初接到这一项目时,就连他们自己都不相信能做出来。自然反应中,淀粉合成与积累涉及约60步代谢反应和细胞器间运输,在工业生产中,必须将其简化,又必须保证所有反应的充分和精准。

因此,如何将农业中复杂的合成途径简化为工业生产所需的简单合成途径,是人工合成淀粉面临的最大挑战。

经过计算机算法挖掘和筛选,研究人员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,每一条包含9~12步重要反应。

每一条可能的路径都是一座“迷宫”。他们就处在每座首尾相连、层层嵌套的迷宫入口。每一座迷宫中又有数个“关卡”,也就是生化反应,想要过关,必须寻找到相应的“钥匙”,即能催化反应的特定的酶。

等到好不容易通关时,往往还是见不到淀粉。毕竟可能的路径有30条,只有走对了唯一的一条,才算成功。

“这些被看作‘钥匙’的酶可能存在于自然界中,也可能并不存在,需要重新设计。最难的是,不同于‘一把钥匙开一把锁’,同一个酶能催化多个反应,但又会带来‘副作用’。”蔡韬说。

6年中,有近一半的时间,他们都卡在这些不同的路径里,有时找不到高效催化反应的酶;有时酶会优先和前面的底物反应,而后面的底物无酶可用;有时只能走通某一部分。

为了通过迷宫中的层层关卡,蔡韬等人与十几个课题组合作。“一个团队力量有限,希望能找到细分领域里最专业的人来合作。”他说。

那时的孙红兵、乔婧都变得异常敏感,她们怀疑自己做的每一个步骤。“可能是溶液加错、剂量没看准,是自己犯了低级错误”。可每一次重复后,她们不得不面对的事实是,操作没有错误,这条路行不通。

“与课题组同时进行多个课题不同,我们是项目制管理,6年中只有这一个项目,所以无论遇到什么都不会放弃。”蔡韬说,“最坏的结果就是失败,科研中的失败再正常不过,大不了从头再来。”

一次,蔡韬外出交流,会上有位科学家提出“利用二氧化碳电/氢还原合成甲醇”。“听到这个思路的一瞬间,我打了个激灵,脑子像通了电一样。我们是不是能以此为鉴,先将二氧化碳转化成甲醇,再将甲醇合成淀粉?”他说。

后来,便有了那张碘溶液呈淡蓝色的照片。

9月15日,《中国科学报》记者在中科院天津工业生物所看到,蔡韬手持一个15毫升的离心管,里面装有大半管的白色粉末,他介绍,“这是利用二氧化碳合成的第一管淀粉,与植物提取淀粉一模一样。”

如果说2018年他们完成了“从无到有”,那么从2018年至今,他们实现了“从有到优”。

△ 走出迷宫 探寻未知

在人工合成淀粉的试验中,蔡韬要找“最简单的路径”,在生活中,他也是如此。从家里到研究所,通常他会选择转弯最少、红绿灯最少的那一条路,慢慢地走。“这条路最直,行人也少,便于专心思考问题。”他说。

在孙红兵看来,蔡老师太想做成了,他满脑子都是项目,只要讨论试验,他的双眼便会立刻亮起来,声调也变得丰富。

“最让我感动的是,为了让我们专心试验,他会铺好所有的路,大到试验设计、与其他合作者沟通试验技术,小到买三角瓶、试剂管,6年来的每一天,他一刻都不愿耽搁。”孙红兵告诉《中国科学报》。

也正是如此,他们才能在相对短的时间内,完成对关键酶的定向改造,耦合从二氧化碳到甲醇的化学过程与从甲醇到淀粉的生物过程中反应条件的兼容,最终将合成效率提高130倍。与植物自然生成相比,其碳转化率提高了20~40倍。

实验室的小会议室,见证着他们的每一次讨论与争执,也见证着71页论文文稿的55次修改。

“蔡老师对文稿熟悉到什么程度呢?前几天我们需要查两个单词,单词所在的页数和位置,他脱口而出。”孙红兵说。

有一次,蔡韬改累了躺在床上休息,收到中科院天津工业生物所研究员江会锋发来的一个链接,标题中,他隐约瞥见了二氧化碳、淀粉的字眼,当即从床上弹起来,困意全无,心怦怦地跳,“不会有人已经做出来了吧”,他紧盯着手机加载条,直到看完摘要才长舒一口气,“原来是不同的研究,虚惊一场”。

科学研究令人着迷和残酷之处均在于此,当研究者身陷迷宫,在各个关卡奋力拼搏时,往往不知道领域内有多少位“竞争者”,更无从得知彼此的进度。他们只能逼迫自己快一点,再快一点,因为开拓者的桂冠只属于最先到达的人。

2021年8月,《科学》审稿通过,且不需补做任何试验。审稿专家认为,该工作“是一项里程碑式突破,将在下一代生物制造和农业生产中带来变革性影响”。

时隔6年,蔡韬等终于走出了迷宫的弯弯绕绕,来到了更广阔的天地,他是世界上第一个走到这里的人。他很自豪,更重要的是,他想继续往前走,去追求更大、更多的未知。https://t.cn/A6Mfhbc7

48小时时空挑战!传祺GS4 PLUS&全新第二代GS8向独库公路进发#广汽传祺#

人们说,独库公路处处都是美景

是一幅长达561公里的风景画长卷

独库公路,是连接南北疆的重要干线

它将原来南北疆的路程缩短了近一半

堪称中国公路建设史上的一座丰碑

横贯天山,一路险峻,一路惊艳

凝聚了人类精神和自然内涵

汇聚了一切令人震撼的新疆美景

独库公路之美

想要挑战独库公路,至少需要48小时的长途穿越,这不仅对驾驶员是一种挑战,对汽车本身也有着极为严苛的要求。不过,纵使独库公路险峻万分,自驾难度五颗星,但仍有不少自驾爱好者年复一年前往这里。只因独库公路太美,可谓“十里不同天,一天有四季”。

由北向南,第一站是独山子大峡谷。河水冲出天山后,切割独山子西南方向倾斜平原形成的神奇风光峡谷,峡谷两岸的阶地面上是荒漠草原,生长着蒿类、针茅等。不过,最引人注目的是两岸断崖上风化的“泥塑”,造型神态各异,浑然天成,堪比雕塑博物馆。
沿着独库公路翻越一座又一座山峰,就来到了海拔3400米的哈希勒根达坂。在这里,沿途的砂石山体上有着些许植被,更多的是覆盖在山体上的冰雪。尽管防雪走廊将路与冰雪隔离开,置身于此仍如寒冬般凛冽,这就是独库公路的“冬季”。

继续前行,待到乔尔玛风景区,映入眼帘的不再是皑皑白雪,而是冰雪融化万物复苏的“春季”。漫山遍野的新绿填满山谷,春意盎然。值得一提的是,乔尔玛风景区有一座烈山陵园。为了修筑这条天山公路,十年间,累计168名战士长眠于此。独库公路之险可见一斑。

一路向南行驶,穿过巩乃斯国家森林公园后,便抵达巴音布鲁克草原,位于巴音郭楞蒙古自治州和静县西北、天山山脉中部的山间盆地中,四周为雪山环抱,是仅次于鄂尔多斯草原的第二大草原。

在蒙古语中,巴音布鲁克意为“富饶的泉水”,地势平坦,水草丰盛。这里雪山环抱如世外桃源,还有优雅迷人的天鹅湖;上游是“九曲十八弯”的开都河,河谷开阔,蜿蜒绵长。夕阳西下,可以看到九曲十八弯之上的落日。在这里,天鹅、湖水、山峰、牛羊 、牧民、毡房......构成了一幅美丽的草原画。这便是独库公路的“夏季”。

“秋季”作为独库公路的压轴大戏,只因令人无比震撼的天山神秘大峡谷,位于天山山脉南麓,由红褐色的山体群组成,被当地人称为克孜利亚(维吾尔语意“红色的山崖”)。峡谷南北走向,全长5000多米,由风雨剥蚀、山洪冲刷而形成,是极为罕见的自然奇观。

纵观峡谷两侧的石壁,凹凸相对,阳光落入峡谷之中,伴随光线明暗变化,岩石色彩变幻无穷。待到傍晚时分,红山崖便更加光彩炫目,如火焰山一般炽热夺目。

独库公路之险

独库公路南端有着星罗棋布的喀斯特地貌,紧接着是山体被风蚀得千疮百孔的盐水沟地貌,被高耸的红褐色山峰朝拜般环抱着的“布达拉宫山地景观”,其势险峻陡峭,大气磅礴。但美景背后则意味着“险”。

独库公路开凿之前,连接南北疆的公路只有一条,从独山子到库车,需要绕道乌鲁木齐走1000多公里,而独库公路省去近一半的路程。独库公路超过一半以上的地段都在崇山峻岭、深川峡谷中通过,很多地方要面临“猿猴欲度愁攀援”的危险地段。这其中包含三分之一的悬崖绝壁,五分之一的高山永冻层,跨越了天山近十条主要河流,翻越终年积雪的四个冰达坂,驾驶难度不言而喻。

身体在地域,眼睛在天堂。独库公路不仅对身体是一种考验,对承载出行的车辆更是一次“大考”。毕竟“十里不同天,一天有四季。”在无比复杂的气候条件下,对车辆的要求极为苛刻。作为自主高品质SUV的进阶之作,传祺GS4 PLUS&全新第二代GS8携手,即将针对独库公路展开跨越四季的48小时时空挑战,并通过直播形式让更多用户共同见证。

挑战独库公路,底气从何而来

挑战独库公路,对车辆的动态性能要求极高。比如需要快速通过危险路段,亦或是不断爬坡,对变速箱换挡逻辑和发动机动力输出都有着更高要求。尽管多数A+级SUV都提供了2.0T车型,但传祺GS4 PLUS称得上是动力至强劲的一位,最大功率185kW,最大扭矩390N·m,配合爱信的6AT,0-100km/h加速时间为7.5s,综合表现在同级车型中无出其右。

根据笔者此前试驾传祺GS4 PLUS的感受而言,切换至S挡,传祺GS4 PLUS的动力才会完全释放出来。在加速过程中,车辆能够提供较强的推背感,并保持很久,变速箱在此过程中发挥了很大作用。全油门加速时,车辆没有出现丝毫顿挫感,但通过仪表盘的升档显示以及发动机声浪,可以感受到爱信6AT在积极工作,而且车辆加速极为平顺、畅快。

悬架方面,传祺GS4 PLUS搭载前麦弗逊+后多连杆,相比传祺GS4,针对减震器、弹簧、稳定杆、村套材质方面进行了大量升级,并采用尺寸为235/50 R19的马牌轮胎,完全运动取向。

体现在赛道中,无论是在快速通过S型弯、夹角弯还是发夹弯的时候,传祺GS4 PLUS针对侧倾的设定更注重细节,车身过弯姿态良好,能为驾驶者提供充足的信心,同时,转向力度也拿捏的恰到好处,属于好操控的类型。

基于传祺GS4 PLUS强大的性能基础,穿越独库公路有着足够的底气。当然还有超感交互智能座舱,通过场景化的设计思路,为用户提供寻车、准备、驾驶中、停车、下车、离车6大阶段的全方位保障。并且内置ADiGO智能物联系统,综合AI、AR、大数据和5G等信息,带来更高效智能的联网体验,让穿越独库公路变得更加轻松愉悦。

值得一提的是,作为“老大哥”全新第二代GS8也毫不示弱。基于GPMA架构L平台打造,相比上一代GS8,全新第二代GS8在外观、内饰上都进行全面焕新。在动态表现层面,驾乘舒适性整体提升24%、转向响应提升28.3%、制动系统刚度提升30%、制动效能提升5%、四驱系统响应时间提升25%,操控性能也实现代际提升。

全新第二代GS8还搭载了广汽自主研发的“AVDC影子车手”(广汽自适应车辆动态控制系统),在驾驶过程中,“AVDC影子车手”可以设置5档可调的油门灵敏度,当驾驶员踩下同样的油门深度,不同的路况下车辆加速度却并不相同,真正做到为用户带来人车合一的驾乘体验。

更重要的是,全新第二代GS8还搭载了领先同级的动力组合。其中,全新第二代GS8燃油版具有“国产至强2.0T”之称的钜浪动力2.0T GDI发动机+爱信第三代8AT动力总成。动力输出更有劲,挡位切换更清晰、畅快;全新第二代GS8混动版搭载2.0TM发动机+丰田全新第四代THS混合动力系统,是中国品牌首个2.0T与THS混动系统匹配的动力组合,将车辆0-100km/h加速时间缩短至6.9s,提速更极致;NEDC工况油耗为5.3L/100km,综合工况节油率达到30%以上,一箱油可跑超过1000km......

总而言之,广汽传祺GS4 PLUS&第二代GS8“时空挑战·48小时阅四季”已经开始。此次穿越独库公路将通过4场直播呈现,分为“冬”、“春”、“夏”、“秋”。首场直播已于9月23日10:00正式开播,更多精彩,敬请期待。

今日头条:百姓有福了,五菱再造“人民MPV”,7万多就有9个座,空间超5000L
其他平台:这才是全面型MPV,配“五方五米”空间,载客、拉货、家用都得行

“人民需要什么,五菱就造什么”,可以说是成为了近两年五菱品牌在国内市场的一个小缩影。就比如说宏光MINIEV系列,便是准确抓住了当代年轻人的代步需求,再加之便宜、潮流的属性,成为了月均销量破3万台的爆款。而在近期,五菱品牌又在家用市场带来了一款“人民MPV”,它就是五菱征程。

那么问题就来了,为什么要说五菱征程是“人民MPV”呢?主要原因是这款车在笔者看来,它有着能够满足商业需求的同时,又能够兼顾一定家用的能力,用一句话来总结那就是“赚钱生活五五开”。该车也是在8月底正式进入了市场,共推出四款在售车型,指导价仍然保留了五菱一贯的亲民定位,区间为7.58-9.08万。话不多说,我们来看看实车表现到底如何。

首先外观方面,五菱征程和以往的五菱MPV还是有着很大不同,整车气场给人的感觉是要更加精致、高端。据悉,该车采用了全新“极简几何”设计理念,全车线条方正凌厉,从而带来了简约时尚的气息。值得一提的是,五菱征程还将提供冰川白、波涛银、大地灰、星夜黑4种纯色,以及后续还有的绿+白、蓝+白、棕+白和黄+白4种双色车身,进一步贴近了当下年轻消费者的审美需求。

除此之外,五菱征程在配置方面也没有马虎,高配车型是将提供透镜大灯、前雾灯,并且具有大灯延时关闭功能,并且电动后视镜还配备有加热功能,使得夜晚的灯光表现很主流。轮胎配置方面,五菱征程是全系采用了205/65 R16规格,通勤能力和经济性有着很好兼顾,不过后盘刹属于顶配专属。值得肯定的是,全系都有雷达、胎压监测、双侧滑动门等实用配置。

当然作为一款主打商业同时又兼顾家用的MPV,五菱征程最具亮点的地方,笔者认为还是它的“五方五米”大空间。该车长宽高为:5150/1840/1895mm,轴距3180mm,尺寸数据足以媲美别克GL8这样的中大型MPV。其中,两座封窗版的空间最大,后排空间完全纯平,载物容积达到4882L,整车内部空间更是超过5000L,搬放一些家具、建材等大型货件绰绰有余,很适合于拉货这样的商业需求。

如果不想拉货,五菱征程的“五方五米”大空间也能够满足拉客、家用的需求。因为除了两座的配置以外,五菱征程还提供7座车型,并且从1.5T手动舒适型(7.58万)开始,还能够选装8/9座的配置。其中9座版本只需多花2000块,这也就意味着五菱征程7万多就能够上9座,性价比是很突出的。当然9座车一般都是用来满足拉客、跑路线使用,闲暇之余也能够兼顾一定的家庭使用,载人能力同样很突出。

最后五菱征程的亮点之一,笔者便认为是它的动力了。该车全系标配1.5T涡轮增压发动机,匹配6MT手动变速箱,能有147Ps/250N·m的强劲动力输出,这在7-8万级的同级市场中,应该是比较少见的配置了。这也使得五菱征程的性能表现,无论是拉货、载客,还是家用都能有着游刃有余的表现。

综合来说,五菱征程是一款保持着品牌亲民属性,同时契合普通消费者创业、家用需求的优质家用车,适合多方面的用户群体。其2/7/8/9座的配置,再加之“五方五米”的大空间,以及双侧滑门等配置,使得它既能够满足不同消费者的商用需求,在闲暇之余又能够兼顾日常的家庭使用,说是一款“人民MPV”也确实不为过。那么你觉得这款车型怎么样?欢迎留言讨论。#五菱#


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