如果你的作業(yè)是要創(chuàng)造一個生命，你會怎么造？這就是合成生物學所研究的范疇。繼“DNA雙螺旋發(fā)現(xiàn)”和“人類基因組測序計劃”之后，合成生物學正在引發(fā)第三次生物技術革命。

在中國科學院深圳先進技術研究院，有這樣一群“另類”的合成生物學家，他們利用差異化優(yōu)勢追根溯源，打破學科研究的“天花板”，探尋生命創(chuàng)造的基本原理，目標直指“合成生命體”。

在今天下午舉行的高交會院士論壇上，他們將與國內生命醫(yī)學專家學者齊聚一堂，共同見證深圳市合成生物學協(xié)會的發(fā)起。

作為主要發(fā)起者之一，先進院合成生物中心主任劉陳立剛剛摘得國內生命醫(yī)學領域重量級大獎——2017第二屆中源協(xié)和生命醫(yī)學獎創(chuàng)新突破大獎，以表彰他在利用合成生物學“建物致知”理念回答基礎科學問題方面所做出的創(chuàng)新性貢獻，劉陳立也成為該獎在廣東省的唯一獲獎者。

劉陳立研究員獲國內生命醫(yī)學領域權威獎項——中源協(xié)和生命醫(yī)學獎“創(chuàng)新突破獎”。

院士實驗室落地先進院

合成生物被列為21世紀優(yōu)先發(fā)展的六大顛覆性技術之一，蘊含著巨大的應用潛力。

以青蒿素為例，眾所周知，青蒿素能夠高效抗擊瘧疾，但由于植物提取占用耕地、提取過程繁瑣，導致提取困難。美國工程院院士杰·基斯林（Jay D. Keasling）開創(chuàng)性設計構建了生產(chǎn)抗瘧藥物青蒿素的微生物，變革了中藥提取青蒿素的傳統(tǒng)手段。

“合成生物學可以解決很多全球性挑戰(zhàn)，比如糧食生產(chǎn)、能源制造，以及人類所需的藥材?！苯衲?月底，抱著對中藥材生物改造濃厚的興趣，基斯林走訪了全國眾多科研院所。當他來到先進院合成生物中心訪問時，這支年輕團隊的實力和朝氣給他留下了深刻的印象，也讓他對與中國合作探索中藥材生物改造信心倍增。

隨后，基斯林院士便與先進院迅速合作成立了杰·基斯林合成生物學實驗室，實驗室的知識產(chǎn)權將屬于先進院。

基斯林表示，鐵皮石斛、天山雪蓮、人參、何首烏、茯苓、靈芝、珍珠、冬蟲夏草、蓯蓉等傳統(tǒng)中藥蘊藏的活性分子，具有成為創(chuàng)新藥物的巨大潛力。但中藥材植物的天然活性分子含量低，難以分離提取，且結構復雜，難以化學合成。合成生物實驗室的成立，將突破以上困境，通過改造微生物或植物細胞，以生物合成手段生產(chǎn)植物藥活性分子。

“采用工程化的設計理念，對生物體遺傳物質進行設計、改造乃至全新合成，打破物種界限，創(chuàng)建人工生命體，是合成生物學研究的一個終極目標。”合成生物中心研究員戴俊彪在接受深圳商報記者專訪時表示。

在劉陳立看來，合成生物學有兩個用途，一個是造來用，另一個是造來懂，而他們就是在研究“懂”的部分，“合成生物學的總體概念是在改造，但要飛躍式發(fā)展，要把基礎搞清楚，知道背后的原理”。

既可以利用合成生物學技術改造傳統(tǒng)醫(yī)藥，“造來用”；又努力深耕合成生命體的基礎法則，“造來懂”；同時，還吸引了全球不同文化、不同背景的頂尖科學家和產(chǎn)業(yè)在此集聚，只有深圳這片海納百川的沃土才對各種創(chuàng)新要素有如此巨大的吸引力。

先進院成立11年來，從全球范圍內吸引了眾多杰出學者，組建7個國家級創(chuàng)新載體，19個中科院/省級載體。如今，合成生物中心已全職引進哈佛大學、耶魯大學等國際著名學府學成歸國的科學家，形成了國內合成生物學優(yōu)秀青年中堅力量逐步匯聚于此的態(tài)勢，組成了一支多學科交叉的前沿創(chuàng)新隊伍。

院士實驗室之外，該中心還成立了3個企業(yè)聯(lián)合實驗室，團隊成員在合成生命體設計原理、人工合成酵母染色體、人工改造細菌治療腫瘤、人工改造噬菌體治療超級耐藥菌感染等前沿項目中領跑全國，并且部分達到國際先進水平。

 美國工程院院士杰·基斯林（Jay D. Keasling）合成生物學實驗室簽約暨揭牌儀式

“十八般武藝”交叉互補

先進院合成生物中心現(xiàn)有12個課題組長（PI），他們擁有同一個身份——合成生物學家，但“十八般兵器”卻各不相同。

記者了解到，他們均來自不同研究領域——劉陳立來自微生物學研究方向、戴俊彪是合成基因組學方向、馬迎飛研究生物信息學、來自分析化學的黃術強專攻微流控芯片、化學生物背景的李楠從事蛋白質組學研究、傅雄飛是理論物理方向。這支隊伍的平均年齡只有36歲。

李楠告訴深圳商報記者，他在歐洲分子生物學實驗室做博士后時，對合成生物學知之甚少，“當時我在想，如果我去做合成生物學，我能干什么”。

“當我真正融入進來，我覺得真的很酷！合成生物學改造生物的理念是生物學研究的未來方向，參與其中，與有榮焉。”李楠利用自己的蛋白質組學方法參與到合成生物學的測試當中。

黃術強在美國杜克大學生物醫(yī)藥工程學院做完博士后，也決定加入合成生物中心。他說：“合成生物的魅力在于擁有交叉的背景，只有各學科交叉互補，才能更好、更深入地回答科學問題?！?

傅雄飛表示：“我們以目的為導向，利用大家的專長和不同的眼光對問題進行剖析。這就相當于集團軍，海陸空各個兵種都有，圍繞同一個問題盡力解決。”

“我們的實驗室沒有‘圍墻’，在資源、文化上都鼓勵多學科交叉的氛圍，自然而然就會迸發(fā)出新的想法。”他說。

合成生物學重大基礎設施：生命工程加速器

記者了解到，中國已開始探索合成生物學研究設施建設，并將其列入《國家重大科技基礎設施建設中長期規(guī)劃（2012-2030年）》的總體部署。

這一點，深圳再次走到全國前列。

2017年6月11日，先進院聯(lián)合深圳市發(fā)改委，組織國內外專家召開了“人造生命研究重大科技基礎設施”項目建議書評審會，專家對于該重大設施的建設必要性、建設內容、建設方案等給予了積極評價。

如今，深圳即將建設世界一流的合成生物重大科技基礎設施，促進合成生物顛覆性技術的創(chuàng)新與工程化應用，服務于我國經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展。先進院合成生物中心也將從中起到關鍵性作用。

這也是我國首個將軟件控制、硬件設備和合成生物學應用進行整合的大型規(guī)模化合成生命體制造系統(tǒng)，將實現(xiàn)全流程的高度集成和流水線作業(yè)，對于執(zhí)行國家重大研究計劃與科研項目不可或缺。

在交叉中融合，在開放中創(chuàng)新。記者了解到，該設施建成后，將成為生物技術與信息技術有機融合、科技與產(chǎn)業(yè)有機融合的具有國際水準和引領作用的生命科學研發(fā)中心、生物產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心，有望為我國建成世界科技強國做出突出貢獻。

                                                                                     轉自《深圳商報》2017年11月16日第五版報道

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