“有賴于前面雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)，以及人類基因測序技術(shù)發(fā)展，使得我們對現(xiàn)有的生命系統(tǒng)有了相對比較深入的了解，可以在理解的基礎(chǔ)上進行生物體系工程化的設(shè)計，甚至是改造。”
在12月19日的“光明科學城·2020工程生物創(chuàng)新大會”上，中國科學院院士、上海交通大學生命科學技術(shù)學院院長鄧子新在其主旨演講中表示，今天生命科學已經(jīng)進入了一個重大質(zhì)變的關(guān)口，而合成生物學這門新興的學科已經(jīng)開始向醫(yī)藥健康、環(huán)境等各個領(lǐng)域有了不同程度的滲透。
簡單而言，合成生物學就是一個構(gòu)建的過程，相當于用工程學的方法搭建生物體。它也被稱為繼DNA雙螺旋發(fā)現(xiàn)所催生的分子生物學革命和“人類基因組計劃”實施所催生的基因組學革命之后的第三次生物技術(shù)革命。
鄧子新長期從事微生物代謝的分子生物學研究，主攻放線菌遺傳學及抗生素生物合成的化學生物學。他在演講中表示，現(xiàn)階段的合成生物學開始以用途為導向、工程化為理念對生物體系進行全視角、多維度的研究，“就像我們要建一座房子，根據(jù)需求進行一個藍圖的設(shè)計、備料、施工、裝修，在這個過程中間要考慮各方面的適配性、延伸的功能等等，各方面超越自然的設(shè)計使得我們某一個建筑、某一個機器具有更新的性能。”
他概括道，合成生物學是一個學科高度集成，“堪比機械工程和土木工程的學科，所以是人工設(shè)計構(gòu)建新的生命系統(tǒng)，使得它具有非天然或者是優(yōu)于天然的功能。”
鄧子新在演講中以青蒿素舉例。中國科學家屠呦呦因發(fā)現(xiàn)青蒿素獲得2015年度諾貝爾生理學或醫(yī)學獎，但要知道的是，光靠天然原料來滿足全世界抗瘧劑的需求顯然是不現(xiàn)實的。“青蒿素原來從黃花蒿里面提取的，后來把它變成微生物工程，通過兩種酵母來進行生產(chǎn)。”
鄧子新同時提到，合成生物學并不是一門純粹的應(yīng)用學科，“它實際上可以對重大的科學問題、科學難題提供新的研究手段，同時它可以革新和顛覆傳統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)。”
這方面典型的案例他提到維生素E。2018年，“維生素E合成工藝創(chuàng)新取得重大突破”被評為湖北十大科技事件之一，武漢大學藥學院劉天罡教授基于鄧子新與湖北能特科技有限公司建立的院士專家工作站平臺，創(chuàng)造性采用微生物發(fā)酵合成的法尼烯為中間體來合成維生素E前體異植物醇，進而合成維生素E，自此顛覆了國外壟斷幾十年的化學全合成技術(shù)。中國維生素E合成技術(shù)水平及產(chǎn)能也迅速領(lǐng)先全球，一舉填補中國長期沒有維生素E完整產(chǎn)業(yè)鏈的空白。
“中國一躍成為維生素E的生產(chǎn)大國，而且成本很低、過程很安全、建設(shè)投資也少、效率很高、純度也高。”鄧子新還強調(diào)，生物合成法對維生素E產(chǎn)業(yè)的顛覆還在于契合綠色環(huán)保，“生產(chǎn)過程中的能耗、污染等各個方面都有很大的改進，而且減少碳排放65%以上。”
鄧子新總結(jié)道，這是合成生物學顛覆化工行業(yè)產(chǎn)品轉(zhuǎn)化的一個示范案例，是合成生物學成功的一個典范。但這樣的案例不會成為個例，鄧子新認為，今后的合成生物學“會帶動傳統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)向高端產(chǎn)業(yè)升級、轉(zhuǎn)型。”
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