“我们最初的思路是利用可再生能源分解水产生电子或氢，然后利用电子或氢将二氧化碳还原为甲酸、甲醇等简单化合物，进一步通过酶催化简单化合物聚合生成淀粉。”蔡韬说，人工合成淀粉，是一场寻找“捷径”的实验。
在农作物中，淀粉的合成大约需要60步代谢反应。如果要进行工业化生产，就必须简化步骤。蔡韬和团队与所内擅长生物设计的团队合作，从6568个生化反应中进行系统挖掘和筛选，分别从甲酸或甲醇出发，设计了最短的人工淀粉合成路径。理论上，二氧化碳仅通过9个主反应就能合成淀粉。“步数越少，问题就越少。”蔡韬说。
实验一做就是3年，光是实验记录就摞了半人高，团队成员的心情也跟着实验过程不断起伏。
问题出在哪里了？“就像河水断流，要找出是上游堵塞还是河道分叉，弄清症结才能解决问题。”蔡韬说，实验最突出的问题是“酶”。淀粉合成过程中多数反应都需要酶，自然界中的反应路径通过长期自然选择进化而成，各个酶都能够适配协作，但人工设计的反应路径却不同。
“同一个酶往往能催化多个反应，可能会带来副作用；有时会出现多个酶竞争一个底物，还有的酶会产生多种产物。”为调和酶之间的“矛盾”，蔡韬找到所里专门研究酶的团队，一起对酶进行定向改造或人工设计新酶，来满足淀粉合成人工路径对酶的需要。
讨论、实验、推翻、再讨论、再实验……团队尝试利用甲醇中“氢燃烧”产生的能量驱动产生甲醛的反应，解决反应中的热力学与动力学不匹配的问题，9个主反应也相应被拓展到11个。
科学的积累是漫长的，但突破有时只是一个瞬间。2018年7月24日上午，蔡韬收到团队成员的一张图片。打开后，蔡韬看到了那一抹梦寐以求的“蓝”。
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