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文 |《中国科学报》见习记者江庆龄

最近几年来几次呈现于各项政策文件中的“合成生物学”，被认为是继DNA双螺旋布局及基因组技能以后的第三次生物科技革命，鞭策人类实现从“熟悉生命”到“设计生命”的超过。

“以智能制造为代表的第四次工业革命正于深刻转变着学科设置装备摆设及财产成长，合成生物学也于此中饰演着主要脚色。假如说信息技能最重要的特色是提高出产效率，生物技能则将从底子上倾覆出产方式。”于1月22日举办的第十六届立异成长论坛上，中国工程院院士、南京工业年夜学国度生化工程技能研究中央主任应汉杰如是说。

对于在“生物制造锚定新坐标”这个话题，中国科学院院士、上海交通年夜学传授邓子新也表达了近似的不雅点：“从生物医药到能源情况，合成生物学正于影响着社会成长的各个方面。”

勾当现场

万物皆可“生物制造”

近日，2024年度十年夜科技名词评比成果揭晓，生物制造赫然于列。应汉杰注释：“生物制造因此特定生物体性能如细胞或者其构成部门为催化剂，举行年夜范围物资加工与物资转化的技能。”

生物制造不仅为低碳经济的构建提供了动力，也为现代工业的绿色转型提供了主要的技能路径，是最近几年下世界列国抢先结构成长的范畴之一。早于2003年，美国便已经确立了生物制造的蓝图，计划了天气、食粮、供给链、康健等多个范畴和交织范畴的生物制造财产成长路径。

“跟着生物制造的成长，本来的许多出产方式都将发生翻天覆地的变化。”应汉杰举例说道，“施肥用的尿素今朝重要是由化工场出产出来的，使用生物制造，将来经由过程微生物菌肥可以或许直接把空气里的氮气改变为可供植物使用的化合物。”

应汉杰作陈诉

合成生物学是生物制造的典型代表。于邓子新看来，合成生物学是微不雅的“工程科学”，是工科渗入到理科形成的新工科。

“土木匠程、机械工程需要用到砖头、瓦块、零件、底盘，合成生物学用的则是基因、卵白、调控元件、细胞底盘等。”邓子新先容，“咱们先根据需求设计及构建新的生物路子及体系，再按照这个‘蓝图’举行备料、施工、装修，终极成型。”

于医药范畴，合成生物学的运用价值已经经获得了诸多证明：把繁杂的化合物出产线“搬”到细菌中，可以快速获得优质的化合物；让微生物出产原本只存于在植物中的药物；经由过程基因革新，让原本有害的物资变患上有利……

于环保、质料等范畴，合成生物学也揭示了使人欣喜的运用潜力。2021年，中国科学家使用生物工程技能，乐成研发出具备份子级别精度的水系基因重组蜘蛛丝卵白光刻胶。该卵白光刻胶生物相容性好、光刻历程全水溶液，无需多步催化反映就能够实现邃密的图案加工，且可用在生物芯片等范畴。

“合成生物学可以实现高效、经济、环保地出产更廉价的药物、食物及康健产物，为汽车提供绿色能源，为医治癌症及遗传病等庞大医学难题提供新手腕，终极转变人们的糊口。”邓子新总结道。

多学科交织，鞭策结果转化往前半步

最近几年来，邓子新团队于合成生物学范畴取患了系列结果，并有一部门已经经迈向了财产化。他夸大，从基础研究到财产化，先迈出半步很是主要。

邓子新分享了一个“迈出半步”的故事。从2005年发明DNA年夜份子上一种新的硫润色以来，邓子新团队探了然其作用机制，并据此前后开发了基在硫润色核酸的RNA编纂体系、用在诊断传染性疾病的快速核酸检测技能。

邓子新作陈诉

“我本来是微生物学家，厥后于合成生物学发力并取患上这个结果，现实上也是存眷并紧跟科学前沿成长的表现。”邓子新认为，合成生物学是年夜康健财产快速成长的“钥匙”，正于革新或者倾覆传统年夜康健产物的研发路径。

以往，科研职员需要从海量天然菌种中一一筛选，以期找到能合成方针份子的细菌。而今，他们只需定位到能出产该份子的基因，并将其人工导入菌中，由此年夜幅缩短了周期，并有用晋升了产能。

而要让合成生物学真正阐扬“指哪打哪”的效果，离不开多学科交织互助。合成生物学是一门科技高度交融、集成的前沿学科，需要生物学家与工程师联袂互助，配合对于生物体举行“从头布线”及“编程”。

怎样超过学科边界，促成各范畴间的交织互助，仍是当前合成生物学成长亟待解决的要害问题。“这其实不仅仅关乎合成生物学，也关乎科学成长自己。”邓子新暗示，就像摘桃子，树底下的老是最早被摘光的，假如不举行分工——有人卖力爬上梯子摘桃、有人卖力扶住梯子、有人卖力拿着容器接——很难摘患上树顶的好桃子。

赋能经济高质量成长

当前，全世界多个国度都已经将生物制造列为战略性、前瞻性的重点标的目的予以鞭策。

早于2022年5月，我国就于《“十四五”生物经济成长计划》中明确了生物经济成长的详细使命，制订了“十四五”期间成长方针。到2025年，生物经济成为鞭策高质量成长的强劲动力。《计划》中同时提到，加速生物制造技能赋能生物能源及生物环保财产。

来到2025年，生物制造技能的主要性也更加凸显。“生物制培养像几十年前的信息技能，将年夜范围厘革社会物资制造的方式，为人类糊口提供越发高质量的物资基础及保存情况，促成新生业态的呈现。”应汉杰暗示，生物制造是典型的新质出产力，不仅鞭策了传统行业的转型进级与新业态的呈现，也促成相干范畴的可连续立异成长，进而办事在国度庞大战略需求，赋能我国经济的高质量成长。

以食粮安全为例，生物制造技能可经由过程实行促长增粮、治养节饲、利废代饲等工程，为我国食粮安全的自立可控提供有力支撑。“好比经由过程生物制造的叶面肥，可以晋升植物中叶绿体的光互助用效率，假定可以或许提高10%，则中国每一年出产的食粮就能增长6000万~7000万吨。”应汉杰说道。

此外，面临“贫油、少气、富煤、多非粮生物资”这一近况对于“双碳”方针带来的挑战，生物制造可以或许经由过程更新原料来历、厘革出产方式、出产新份子的方式，推进新能源、碳基化学品等的绿色低碳出产。

“将生物技能与其他学科交织交融，开发新的生物降解产物和智能化生物环保技能，则让我国天更蓝、地更绿、水更清，万里河山越发多姿多彩。”应汉杰期待，经由过程当局、学者、企业等各方努力，踊跃结构生物制造，不停完美其内在，鞭策行业总体成长，助力实现中华平易近族伟年夜中兴的中国梦。

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