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邓子新院士:合成生物学已向各领域渗透,革新和颠覆传统产业

时间:2020-12-21来源:澎湃新闻 作者:佚名

“有赖于前面双螺旋结构的发现,以及人类基因测序技术发展,使得我们对现有的生命系统有了相对比较深入的了解,可以在理解的基础上进行生物体系工程化的设计,甚至是改造。”

在12月19日的“光明科学城·2020工程生物创新大会”上,中国科学院院士上海交通大学生命科学技术学院院长邓子新在其主旨演讲中表示,今天生命科学已经进入了一个重大质变的关口,而合成生物学这门新兴的学科已经开始向医药健康、环境等各个领域有了不同程度的渗透。

简单而言,合成生物学就是一个构建的过程,相当于用工程学的方法搭建生物体。它也被称为继DNA双螺旋发现所催生的分子生物学革命和“人类基因组计划”实施所催生的基因组学革命之后的第三次生物技术革命。

邓子新长期从事微生物代谢的分子生物学研究,主攻放线菌遗传学及抗生素生物合成的化学生物学。他在演讲中表示,现阶段的合成生物学开始以用途为导向、工程化为理念对生物体系进行全视角、多维度的研究,“就像我们要建一座房子,根据需求进行一个蓝图的设计、备料、施工、装修,在这个过程中间要考虑各方面的适配性、延伸的功能等等,各方面超越自然的设计使得我们某一个建筑、某一个机器具有更新的性能。”

他概括道,合成生物学是一个学科高度集成,“堪比机械工程和土木工程的学科,所以是人工设计构建新的生命系统,使得它具有非天然或者是优于天然的功能。”

邓子新在演讲中以青蒿素举例。中国科学家屠呦呦因发现青蒿素获得2015年度诺贝尔生理学或医学奖,但要知道的是,光靠天然原料来满足全世界抗疟剂的需求显然是不现实的。“青蒿素原来从黄花蒿里面提取的,后来把它变成微生物工程,通过两种酵母来进行生产。”

邓子新同时提到,合成生物学并不是一门纯粹的应用学科,“它实际上可以对重大的科学问题、科学难题提供新的研究手段,同时它可以革新和颠覆传统的产业。”

这方面典型的案例他提到维生素E。2018年,“维生素E合成工艺创新取得重大突破”被评为湖北十大科技事件之一,武汉大学药学院刘天罡教授基于邓子新与湖北能特科技有限公司建立的院士专家工作站平台,创造性采用微生物发酵合成的法尼烯为中间体来合成维生素E前体异植物醇,进而合成维生素E,自此颠覆了国外垄断几十年的化学全合成技术。中国维生素E合成技术水平及产能也迅速领先全球,一举填补中国长期没有维生素E完整产业链的空白。

“中国一跃成为维生素E的生产大国,而且成本很低、过程很安全、建设投资也少、效率很高、纯度也高。”邓子新还强调,生物合成法对维生素E产业的颠覆还在于契合绿色环保,“生产过程中的能耗、污染等各个方面都有很大的改进,而且减少碳排放65%以上。”

邓子新总结道,这是合成生物学颠覆化工行业产品转化的一个示范案例,是合成生物学成功的一个典范。但这样的案例不会成为个例,邓子新认为,今后的合成生物学“会带动传统的产业向高端产业升级、转型。”

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