Исследователи Academia Sinica создали «C2 растения» с синтетическим циклом фиксации углерода, повышающим эффективность на 50%
Технология McG-цикла может удвоить биомассу и утроить выход липидов для устойчивого биотоплива
Первые коммерческие применения ожидаются в рисе и томатах в ближайшие 3-5 лет
Прорыв в биоинженерии растений
Команда Taiwan Academia Sinica под руководством президента доктора Джеймса Ляо совершила революционный прорыв в области синтетической биологии, создав искусственные растения, которые поглощают углерод эффективнее природных аналогов на 50%. Новая технология предлагает практический путь к масштабированию биологического улавливания CO₂ и производства устойчивого биотоплива.
Разработанные «C2 растения» используют синтетический цикл фиксации углерода McG (Malyl-CoA glycerate cycle), который работает параллельно с природным циклом Кальвина-Бенсона-Бассема. Результаты исследования, опубликованные в журнале Science в сентябре 2025 года, демонстрируют возможности переосмысления фотосинтеза через инженерные подходы.
Архитектура синтетического углеродного цикла
Традиционный фотосинтез ограничен двумя ключевыми проблемами: потери углерода через фотодыхание и дополнительные выбросы CO₂ при синтезе липидов. McG-цикл решает обе проблемы, создавая прямой синтез ацетил-КоА из побочных продуктов фотодыхания.
Фотосинтез поглощает в 10-20 раз больше углерода, чем все антропогенные выбросы. Но его неэффективность ограничивает потенциал растений как решения климатических проблем.— Джеймс Ляо, президент Academia Sinica
После успешной демонстрации в E. coli и цианобактериях, исследователи интегрировали McG-цикл в арабидопсис. Модифицированные растения показали двух-трёхкратное увеличение общей биомассы и значительно повышенное накопление липидов, что открывает перспективы для производства авиационного биотоплива.
Коммерческие перспективы и внедрение
Academia Sinica планирует тестирование технологии на экономически важных культурах — рисе и томатах. Основные направления коммерциализации включают устойчивое авиационное топливо, углеродно-негативное сельское хозяйство и биоматериалы нового поколения.
Текущие технические вызовы требуют решения вопросов генетической стабильности синтетического пути, перехода от трансгенных к точным генно-редакторским технологиям и валидации системы в полевых условиях. Исследователи оценивают коммерческую готовность в горизонте 3-5 лет для отдельных применений.
Влияние на индустрию биотехнологий
Успех C2 растений может ускорить развитие смежных направлений: инженерии микроорганизмов для промышленной биотехнологии, создания углерод-негативных материалов и интеграции биологических систем с промышленными процессами. Подход Academia Sinica демонстрирует возможность радикального переосмысления природных процессов через синтетическую биологию.
Технология потенциально конкурирует с прямым улавливанием воздуха (DAC) и другими климатическими технологиями по экономической эффективности, особенно при интеграции с производством биотоплива и пищевых продуктов. Ожидается появление новых бизнес-моделей вокруг углерод-негативного сельского хозяйства.
Стратегические выводы и перспективы
В среднесрочной перспективе (2025-2030) ожидается появление первых коммерческих C2 культур для биотопливной отрасли. Долгосрочно технология может трансформировать сельское хозяйство в углерод-негативную индустрию, интегрированную с производством материалов и энергии.
Конкурентная динамика будет определяться скоростью решения технических вызовов, регулятивным одобрением модифицированных культур и экономикой масштабирования. Лидерство в области может обеспечить значительные преимущества в развивающемся рынке климатических технологий.
Материал подготовлен на основе публикации в журнале Science, пресс-релиза Academia Sinica и официальных заявлений исследовательской команды. Данные актуальны на 21 октября 2025 года.