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合成生物学不仅能解决个人的微观问题，还能解决国家的宏观问题。我国不仅面临着严重的能源安全挑战（石油进口依赖度连续多年都在70%以上），而且面临着碳减排的压力（碳排放量占世界总量约1/3）。如果充分利用农业废弃物秸秆，则可每年替代1亿吨石油。利用以秸秆为代表的木质纤维素的关键步骤是使用纤维素酶，将纤维素降解为葡萄糖，提供给微生物进行转化。纤维素酶是复合酶，需要至少三种酶协同作用完成这个过程。通过合成生物学改造，可以构建优良的高产纤维素酶的菌株，产出三种酶比例合适、酶活性较高的复合酶产品，助力实现“点木成糖”。
使用电能也有助于减少对化石燃料的依赖。电和生命息息相关——细胞内大多数反应都是涉及电子转移的氧化还原反应，从而保证了细胞的能量供给。有趣的是，自然界中有直接产电的“发电机”微生物，如电活性菌硫还原地杆菌和希瓦氏菌。这些微生物合成导电膜蛋白帮助电子进出细胞，并将其传递给胞外的物质，从而形成了电流。除了产电，大多数微生物还能用电。通过在外部提供电能，驱动细胞代谢流按照设计的方向流动，像控制电路一样控制细胞。电的参与赋予了细胞额外的能量，可以实现自然环境下难以企及的目标，如先使用电化学装置固定二氧化碳产生甲酸或甲醇，再通过微生物利用这些有机物生产其他产品。
将上述两个方式串联起来，就是很好的能源生产模式：首先“点木成糖”，将木质纤维素转化为细胞可以使用的葡萄糖；再“电驱细胞”，将电能以化学能的形式固定在细胞的代谢物中，从而实现能源形式的转化，利用“电”+“木”（木质纤维素）替代“油”（石油）。