臺灣科研之光！中研院首創「二碳植物」登上《科學》期刊

中研院首創「雙固碳系統」 發表在9月份《科學》(Science)期刊，中研院院長廖俊智把光榮分享給研究團隊。圖／陳碧芬

中央研究院院長廖俊智領導的研究團隊，合成生物學方式設計人工固碳系統，首度創造自然界未曾有的「二碳」(C2)植物，使固碳效率提升達50%，生長速度與油脂合成量更突破極限，爲未來減碳、增進能源與糧食安全開啓新方向。

廖俊智早在十多年前於美國從事研究時，便關注如何因應植物固碳效率降低的諸多挑戰，回臺灣擔任中研院長職務仍持續研究。他在中研院的研究團隊精心設計人工固碳「McG循環」，並陸續在細菌、光合菌中試驗成功。

團隊再進一步將McG循環應用於植物中，以阿拉伯芥進行實驗，與既有的「卡爾文循環」協同運作，構建出嶄新的「雙固碳系統」，成果超乎預期，成爲自然界未曾演化出的新型固碳系統，已是首次使用人工設計來改變光合作用，超越自然的演化。

此項議題攸關當前國際科學界關切的「有效率『固碳』」課題。因此當中研院把此研究成果投稿到全球頂尖期刊《科學》(Science)時，引起該期刊編輯及審查專家的關注，持續來回詢問諸多細節，最終接受發表，刊登於今年9月號。中研院表示，包含此篇期刊，中研院近5年來累計有18篇研究成果刊登在國際頂尖期刊，和前次5年的5篇比較起來，成果相當驚人。據悉，目前仍有許多篇已投稿一流期刊、尚在審覈階段的研究論文，估計陸續會有更多好消息。

廖俊智曾在2013年建構「非氧化性糖解」(Non-oxidative glycolysis)，等技術，被譽爲現代合成代謝生物學的先驅，此次再度突破生物界限制，開創基礎代謝反應途徑。廖俊智16日表示，中研院有兩大強項有助於他的持續研究，一是跨領域研究人才多，此次研究即結合中研院生物化學研究所、農業生物科技研究中心、植物暨微生物學研究所的多元專業；另一是中研院擁有完善的基礎研究設備，以最好的研究環境讓研究員得以發揮專業。

此論文第一作者呂冠箴，目前爲中研院農生中心助研究員，負責幾乎所有實驗的執行及數據分析。她自博士後研究員就在廖俊智的實驗室投入研究，透過長時間演算推理，設計實驗流程，每日都在實驗室與植物爲伍。論文共同作者農生中心主任葉國楨就表示，已整合院內專家，持續投入此方向的研究，期待能將此概念導入經濟作物，如稻米、蕃茄、蘭花等。

此項成果爲基礎科學的重大突破，廖俊智一再強調，目前尚無法立即解決全球碳排放與糧食安全的問題，欲實際應用仍有多項研究問題須解決，如性狀穩定性，對環境的影響，如何以基因編輯取代基因轉殖技術，及如何在經濟作物中複製此成功經驗等。