打造現(xiàn)代化的“生物鑄造工廠”
《求是》雜志記者 盛 瑋
“修復傷口的‘活體膠水’、輔佐藥物應用的角鯊烯……今天，這些原料都可以從細胞工廠里生產出來。這，就是合成生物技術?！弊哌M深圳市光明生命科學園合成生物研究重大科技基礎設施（以下簡稱“大設施”），中國科學院深圳先進技術研究院副院長劉陳立這樣開始介紹，“以‘活體膠水’為例，這是材料合成生物學領域的一項成果。貽貝粘性蛋白是制造‘活體膠水’的主要原料之一，過去獲取1克貽貝粘性蛋白需消耗10000只貽貝，制備繁瑣，產率很低?，F(xiàn)在利用經過基因改造后的細菌，用1噸的發(fā)酵罐，兩天時間就可以獲得2000克貽貝粘性蛋白?！?/p>
什么是合成生物學？合成生物學是結合工程學理念與生物技術手段來精確地修改生物體的遺傳信息，創(chuàng)造出具有特定功能的生物體，為食品、健康、材料等領域提供創(chuàng)新方案的新興交叉學科。合成生物學最直接的作用就是研究生命的底層規(guī)律，構建預期的人造生命系統(tǒng)。
當前，合成生物制造作為一種全新的“造物”技術，被視作新質生產力非常重要的新賽道和新業(yè)態(tài)，成為各方競相搶占的科技高地。習近平總書記高度重視以合成生物制造為代表的未來產業(yè)，強調“以合成生物學、基因編輯、腦科學、再生醫(yī)學等為代表的生命科學領域孕育新的變革”，“要瞄準世界科技前沿，抓住大趨勢，下好‘先手棋’”。深圳市遵循總書記的指引，以定量合成生物學重點實驗室和大設施為創(chuàng)新源頭，以國家生物制造產業(yè)創(chuàng)新中心為轉化引擎，著力打造合成生物制造領域的原始創(chuàng)新策源地。
光明生命科學園，位于深圳市光明區(qū)，總建筑面積23萬平方米，合成生物研究大設施就坐落其中。在大設施4樓，玻璃間隔開的自動化功能島區(qū)集成排列，科研人員只需下單，智能機器人就能把所需的物料配送至自動化功能島區(qū)，機械臂按照預先設定快速運作，熟練、準確無誤地將多個生物試劑和樣品放進微孔板中，整個過程流暢、高效，無需人工參與。深圳先進技術研究院合成生物學研究所副所長袁海介紹，去年11月大設施啟動試運行，它將先進自動化工程技術與核酸合成、基因組編輯等生物技術結合，能實現(xiàn)人工生命體快速、低成本合成，相當于一座智能化的“生物鑄造工廠”。
這個高度自動化的“生物鑄造工廠”，解決了長期困擾合成生物實驗、生物研究的兩大難題。首先是標準不統(tǒng)一，不同實驗室、不同人做出來的實驗結果很難比較。大設施能消除許多因素帶來的誤差，源源不斷地產生高質量標準化的數(shù)據，將原來作坊式的、散在式的研究方式，變成中心化、平臺式的方式，形成數(shù)據驅動的研究范式，進而形成理性設計的能力，推動整個學科快速向前發(fā)展。其次是繁瑣的實驗需要耗費大量的人工和時間。大設施能把研究人員從繁重的實驗工作中解放出來，提高研究效率，縮短研發(fā)周期。“大設施投入運行以來，原來可能需要8個月的研究，現(xiàn)在兩周就可以搞完?！惫こ處焺⑤x形象地說，“大設施就像高速公路，讓實驗像坐上跑車一樣進行，而且實驗成本大幅降低?！?/p>
“下一步，大設施將繼續(xù)吸引全球創(chuàng)新要素落地深圳?！痹１硎荆笤O施將打造用戶“云端實驗室”和運營者“智能實驗室”二位一體合成生物研究平臺，對學術界、產業(yè)界甚至全球都實行開放。未來，這里將吸引全球合成生物資源集聚，成為全球領先的智能化生命系統(tǒng)設計與制造平臺，為全國合成生物學研究提供強有力的支撐。
圖為深圳市光明生命科學園合成生物研究重大科技基礎設施外景。 深圳先進技術研究院供圖
習近平總書記指出，科技創(chuàng)新絕不僅僅是實驗室里的研究，而是必須將科技創(chuàng)新成果轉化為推動經濟社會發(fā)展的現(xiàn)實動力。據研究機構預測，到2035年，合成生物學賦能應用將占全球制造業(yè)產出的1/3以上，價值接近30萬億美元。
為促進合成生物產業(yè)快速發(fā)展，深圳市光明區(qū)依托光明生命科學園包括大設施在內的重大科技創(chuàng)新載體，以及深圳市工程生物產業(yè)創(chuàng)新中心，在15億元規(guī)模的產業(yè)引導基金支持下，打造“科研—轉化—產業(yè)”的全鏈條企業(yè)培育模式，助力科研與產業(yè)實現(xiàn)“雙向奔赴”。
國家生物制造產業(yè)創(chuàng)新中心總經理羅巍說，大設施的投入使用，促使很多企業(yè)快速發(fā)展，森瑞斯生物就是一個典型案例。森瑞斯生物今年投向市場的新產品，就是使用大設施的自動化功能島完成了高通量的酶的定向進化實驗，并擁有了量產的能力。據介紹，深圳先進技術研究院以技術入股的方式將科研成果轉移給森瑞斯生物科技公司，雙方成立聯(lián)合實驗室，研究資源共享、研發(fā)人才共用，推進創(chuàng)新鏈產業(yè)鏈資金鏈人才鏈深度融合。這家創(chuàng)業(yè)時只有兩三個人的團隊，不到5年時間，就發(fā)展成為估值超10億元、員工近200人的合成生物產業(yè)“創(chuàng)業(yè)新星”。
大設施的投入使用，推動深圳市合成生物科技與產業(yè)進一步深度融合，當?shù)睾铣缮锂a業(yè)從無到有、集聚成勢。數(shù)據顯示，近3年，國內新成立的合成生物企業(yè)約有40%落戶深圳；光明區(qū)集聚合成生物企業(yè)107家，總估值約300億元。
記者手記：
習近平總書記強調，要前瞻布局戰(zhàn)略性新興產業(yè)，培育發(fā)展未來產業(yè)。深圳市緊抓合成生物等未來產業(yè)新增長點，大力推進科技創(chuàng)新與成果轉化，加快發(fā)展新質生產力，為高質量發(fā)展提供了源源不斷的新動能。
