二氧化碳(CO2)既是主要温室气体，又是宝贵的碳资源。创建新的生物合成途径，实现利用太阳能将CO2高效生物转化为石油基化学品，将为解决全球资源和能源问题开辟一条新路，对工业可持续发展具有重大意义。
丙酮是重要的有机溶剂和工业原料，是具有代表性的低值、大宗石化产品之一。我国每年的丙酮消耗量超过110万吨，其中一半以上依赖进口。天然蓝细菌可以通过光合作用固定CO2实现快速繁殖，但由于缺乏丙酮生物合成途径，并不能合成丙酮。
中国科学院微生物研究所李寅研究员和周杰博士研究小组，首先设计了一条从CO2生物合成丙酮的代谢途径，然后对蓝细菌内源的光合固碳模块进行优化、重新分配碳流，进而通过引入与丙酮生物合成相关的转乙酰模块和脱羧模块，实现了蓝细菌内源固碳模块和两个外源模块的有效衔接，使碳流延伸到丙酮，创建了从CO2生物合成丙酮的新途径。
作为利用CO2生物合成酮类化合物的第一例，该工作中新途径的设计思路以及模块组装和优化方法，也可为利用CO2生物合成更多大宗石化产品提供参考。
该工作已于3月28日在线发表在《代谢工程》（Metabolic Engineering）杂志上。研究得到973计划重大科学问题导向项目“人工合成细胞工厂”的资助。