[所屬分類:行業(yè)動(dòng)態(tài)] [發(fā)布時(shí)間:2023-5-23] [發(fā)布人:網(wǎng)站管理員2] [閱讀次數(shù):] [返回]

劉陳立談合成生物：在地球上再來(lái)一次生命的起源
作者：曹年潤(rùn) 來(lái)源：澎湃新聞 
山東拓普生物工程有限公司  http://qp8008.cn
“在地球上是否能夠再來(lái)一次生命的起源？是否能夠把這些沒(méi)有生命的東西放在一起，涌現(xiàn)出生命？這沒(méi)有必然答案。我們現(xiàn)在希望去做這樣一件事情，從地球上合成出一個(gè)全新的生命，再來(lái)一次生命起源，這是合成生物學(xué)真正能夠去突破的一件事情�！�
5月19日，由復(fù)旦大學(xué)管理學(xué)院、上海報(bào)業(yè)集團(tuán)澎湃新聞主辦的“君子知道”復(fù)旦大學(xué)EMBA前沿論壇暨澎湃新聞“家園計(jì)劃”聯(lián)合啟動(dòng)儀式在深圳舉行，中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院副院長(zhǎng)、深圳理工大學(xué)（籌）學(xué)術(shù)委員會(huì)副主任、深圳合成生物學(xué)創(chuàng)新研究院院長(zhǎng)劉陳立教授在題為《深圳合成生物科學(xué)與產(chǎn)業(yè)》的演講中說(shuō)。
劉陳立實(shí)驗(yàn)室致力于定量合成生物學(xué)研究，基于“定量解析、合成重構(gòu)”的研究思路，聚焦復(fù)雜生物系統(tǒng)形成過(guò)程的基本原理，合成生物系統(tǒng)的理性設(shè)計(jì)原理等重要科學(xué)問(wèn)題。
合成生物學(xué)興起于21世紀(jì)，是多學(xué)科交叉的產(chǎn)物，通俗來(lái)說(shuō)，合成生物學(xué)是對(duì)生物體進(jìn)行再設(shè)計(jì)與合成。劉陳立曾在接受媒體采訪時(shí)解釋，“合成生物學(xué)的定義可分為狹義和廣義。廣義的合成生物學(xué)中，只要是非天然的、經(jīng)過(guò)后天改造生產(chǎn)生物產(chǎn)物都是合成生物學(xué)的范疇，狹義的合成生物學(xué)具有更大尺度、更大規(guī)模的改造過(guò)程，包括設(shè)計(jì)、合成、測(cè)試、學(xué)習(xí)這樣的閉環(huán)核心理念。比如原來(lái)表達(dá)一個(gè)指定基因去解決問(wèn)題，現(xiàn)在則要對(duì)菌株或者宿主本身進(jìn)行改造，讓宿主變得更適合生產(chǎn)人們需要的目標(biāo)產(chǎn)物，這里的改造尺度比原來(lái)生物工程更大�！�
美國(guó)麥肯錫咨詢公司數(shù)據(jù)顯示，預(yù)計(jì)到2025年，合成生物學(xué)與生物制造的經(jīng)濟(jì)價(jià)值將達(dá)到1000億美元。據(jù)美國(guó)合成生物學(xué)媒體SynBioBeta統(tǒng)計(jì)，2018-2022年中國(guó)合成生物學(xué)一級(jí)市場(chǎng)共完成了1039個(gè)投融資事件。
劉陳立介紹，深圳合成生物學(xué)的科研和產(chǎn)業(yè)很接近，發(fā)表一篇文章的同時(shí)也孵化一家公司，在產(chǎn)業(yè)發(fā)展的過(guò)程中，他們發(fā)現(xiàn)最缺的就是懂科技的經(jīng)營(yíng)和管理人才，“現(xiàn)在連續(xù)的創(chuàng)業(yè)者太少了。很多人創(chuàng)業(yè)成功之后，往往就去做投資了，沒(méi)有回來(lái)再創(chuàng)業(yè)，這是國(guó)內(nèi)的情況。所以我們特別需要再回到池子里，連續(xù)創(chuàng)業(yè)者的池子如果能像美國(guó)一樣那么大的話，那中國(guó)的科技成果、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化這條路，會(huì)走得更加順暢。”
以下是劉陳立的演講實(shí)錄：
我今天主要講合成生物學(xué)。5月15日，深圳市商務(wù)局官網(wǎng)正式發(fā)布《〈關(guān)于建設(shè)國(guó)際會(huì)展之都的若干措施〉實(shí)施細(xì)則（修訂）》，提出深圳將聚焦20大產(chǎn)業(yè)集群和8大未來(lái)產(chǎn)業(yè)（簡(jiǎn)稱“20+8”產(chǎn)業(yè)），合成生物學(xué)在8個(gè)未來(lái)產(chǎn)業(yè)中排在第一位。上�，F(xiàn)在也在確定生命科學(xué)的未來(lái)產(chǎn)業(yè)，合成生物學(xué)是重要的一部分。杭州、北京及西部的一些城市，也都把合成生物學(xué)作為重點(diǎn)發(fā)展的未來(lái)產(chǎn)業(yè)。
實(shí)際上，合成生物學(xué)發(fā)展的時(shí)間很短。美國(guó)在2000年提出了合成生物學(xué)這個(gè)概念，中國(guó)是2006年提出的�，F(xiàn)在不論是資本、市場(chǎng)還是產(chǎn)業(yè)，對(duì)合成生物這個(gè)新的領(lǐng)域、新的賽道都比較關(guān)注。
有個(gè)說(shuō)法是，合成生物學(xué)會(huì)帶來(lái)第五次工業(yè)革命，言過(guò)其實(shí)，科學(xué)和技術(shù)的發(fā)展還沒(méi)有達(dá)到這樣的階段，但這體現(xiàn)了一種期許、一種展望。前四次工業(yè)革命都是物理世界的革命，從上個(gè)世紀(jì)開始，有人預(yù)測(cè)生命科技會(huì)帶來(lái)革命。生命科技帶來(lái)革命，首先要在理解的基礎(chǔ)上改造生命，才有機(jī)會(huì)去使用它。只要有改造或創(chuàng)造的概念，就是合成生物學(xué)。
美國(guó)的第一家合成生物學(xué)上市公司是2010年出現(xiàn)的。美國(guó)合成生物學(xué)行業(yè)媒體Synbiobeta制作了“美國(guó)合成生物產(chǎn)業(yè)樹”，它有很多枝干，包括醫(yī)療、食品、能源、消費(fèi)品等，每個(gè)枝干上有很多公司，其中很多是上市公司。很多人說(shuō)合成生物是一個(gè)賽道，但它涵蓋的領(lǐng)域很廣，不太好稱為“賽道”。合成生物學(xué)可以稱為平臺(tái)性的底層技術(shù)，它可以在多個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用，從而產(chǎn)生一系列影響。
舉幾個(gè)例子：
1、醫(yī)藥。大家很熟悉美國(guó)的莫德納（Moderna）公司，這是一家制作新冠疫苗的公司，公司名稱的意思是“修改后的RNA”�，F(xiàn)在新冠過(guò)去了，莫德納還在用mRNA技術(shù)制作蛋白替代藥物，治療其他的感染性疾病。
2、化工。美國(guó)生物技術(shù)公司Ginkgo Bioworks是一個(gè)例子，這家公司在波士頓，直接通過(guò)微生物來(lái)生產(chǎn)玫瑰精油，不需要種植玫瑰花。今年剛剛上市的美國(guó)碳轉(zhuǎn)化公司Lanzatech，用一氧化碳、氫氣等化工廢氣生產(chǎn)燃料乙醇和能源產(chǎn)品。2022年F輪融資5億的美國(guó)農(nóng)業(yè)技術(shù)公司Indigo在植物的種子上包裹微生物的一層膜，讓這個(gè)種子可以耐寒、抗凍、有更高的發(fā)芽率，在土里能長(zhǎng)得更好。
3、食品領(lǐng)域。美國(guó)素食肉創(chuàng)業(yè)公司Impossible Foods的核心技術(shù)是用植物肉，即大豆蛋白，加上微生物，生產(chǎn)血紅素蛋白，加熱血紅素蛋白時(shí)，散發(fā)的味道就是肉的香味。血紅素蛋白是紅色的，放到植物肉上看起來(lái)血淋淋的，像肉餅，新加坡、香港已有銷售。日本生物紡織品制造公司Bolt threads，是一家生產(chǎn)蜘蛛絲的公司，用發(fā)酵罐生產(chǎn)蛛絲蛋白，通過(guò)拉絲器拉成蛛絲，可以做防彈衣，現(xiàn)在他們跟奢侈品牌合作，做帽子、圍巾、衣服。
還有一些支撐性技術(shù)的企業(yè)，也被定義在合成生物學(xué)領(lǐng)域，包括軟件、自動(dòng)化、人造皮革企業(yè)等。可以看到，合成生物學(xué)技術(shù)改造生命體帶來(lái)的變化可以用于方方面面。
從2000年提出“合成生物學(xué)”的概念開始，到2023年，這一領(lǐng)域已經(jīng)有了一些代表性的產(chǎn)品，比如青蒿素、人造肉、人造皮革以及柔性手機(jī)膜、人造牛奶等。中國(guó)國(guó)內(nèi)有3家合成生物學(xué)上市公司：北京華熙生物科技股份有限公司、安徽華恒生物科技股份有限公司和上海凱賽生物技術(shù)股份有限公司，分別做二元酸、玻尿酸和丙氨酸。
很有意思的是，美國(guó)合成生物企業(yè)背后的投資人，最開始都是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)（IT）界的資深投資人。深圳較早開始發(fā)展合成生物學(xué)，其實(shí)也是因?yàn)橛蠭T基礎(chǔ)，在IT的基礎(chǔ)上發(fā)展生物技術(shù)（BT）。也就是說(shuō)，把生命體當(dāng)作軟件來(lái)編程，賦予它新的功能，讓它們?yōu)槲覀兯���，這其中要用到自動(dòng)化、機(jī)器學(xué)習(xí)、人工智能。
目前的合成生物學(xué)市場(chǎng)規(guī)模的復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)到25%，比較快，但目前仍然處于早期階段。投資方面，不管是美國(guó)還是中國(guó)，合成生物學(xué)領(lǐng)域投資最火熱的時(shí)期是2021年年底，2022年是資本寒冬，但投資人仍然在投合成生物學(xué)的項(xiàng)目。美國(guó)的合成生物學(xué)賽道投資最多的是醫(yī)學(xué)健康與醫(yī)藥領(lǐng)域，中國(guó)投資更多是化工、消費(fèi)品。國(guó)內(nèi)合成生物企業(yè)在生物醫(yī)藥領(lǐng)域的發(fā)力，下一階段會(huì)展現(xiàn)出來(lái)。
另一個(gè)蠻有意思的話題是，美國(guó)做合成生物學(xué)平臺(tái)性技術(shù)的合成生物企業(yè)比較多，中國(guó)做產(chǎn)品的公司比較多。平臺(tái)性公司的商業(yè)模式應(yīng)該是什么樣的打法？怎么讓平臺(tái)性公司在中國(guó)的商業(yè)環(huán)境里能夠走一條使他們發(fā)展得比較好的路？國(guó)內(nèi)正在摸索。
在全球范圍內(nèi)，合成生物學(xué)布局的最主要區(qū)域是美國(guó)，歐洲也有一些，中國(guó)的發(fā)展也比較好。
中國(guó)的合成生物產(chǎn)業(yè)主要分布于天津和深圳，上海也是一個(gè)比較重要的城市，研究力量比較聚集。各城市之間有差異，比如天津偏向發(fā)展大眾化工品，深圳偏向生物醫(yī)藥、大健康、消費(fèi)品。
我在深圳做的事情主要分為兩個(gè)方面，學(xué)術(shù)方面和產(chǎn)業(yè)方面。
學(xué)術(shù)方面，2017年，我們成立了中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究合成生物學(xué)研究所，這是國(guó)內(nèi)第一個(gè)建制化的合成生物學(xué)機(jī)構(gòu)。我們的團(tuán)隊(duì)成長(zhǎng)得比較快，經(jīng)過(guò)五年的發(fā)展，目前已有1100多人，其中科研人員有800多人，大部分是院士、國(guó)家杰青、國(guó)家優(yōu)青、長(zhǎng)江學(xué)者，學(xué)生有200多人，共有60個(gè)全職課題組。人員組成的交叉特色比較明顯，有生物、物理、信息、材料、計(jì)算機(jī)等不同的背景的首席研究員（PI）。
依托中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院，我們正在籌建深圳理工大學(xué)。深圳理工大學(xué)培養(yǎng)學(xué)生的目標(biāo)是：培養(yǎng)有企業(yè)家精神的科學(xué)家，有科學(xué)家精神的企業(yè)家。深圳理工大學(xué)成立了合成生物學(xué)院，這是國(guó)際上第一個(gè)以合成生物學(xué)前沿學(xué)科命名的學(xué)院，我們現(xiàn)在正在做教學(xué)方案，招收第一批學(xué)生。目前學(xué)院六位老師已經(jīng)到位，都是在合成生物學(xué)深耕多年的資深教授。
過(guò)去20年，合成生物學(xué)的發(fā)展以美國(guó)為主導(dǎo)。2020年我們舉辦了一個(gè)論壇，作為論壇主席邀請(qǐng)了6個(gè)國(guó)家的合成生物學(xué)學(xué)者，一起討論合成生物學(xué)20年來(lái)發(fā)展的瓶頸是什么？未來(lái)20年要做什么？大家一致認(rèn)為，合成生物學(xué)要改造生命體、創(chuàng)造生命體，面臨的最大瓶頸是缺乏理性設(shè)計(jì)的能力，此外我們還缺乏高效構(gòu)建的能力。針對(duì)這個(gè)挑戰(zhàn)，2021年9月，我們?cè)诒本┡e辦了一個(gè)名為“定量合成生物學(xué)”的香山會(huì)議，討論如何通過(guò)發(fā)展定量合成生物學(xué)來(lái)解決理性設(shè)計(jì)的能力。
與此同時(shí)，世界各國(guó)都在制定合成生物學(xué)路線圖，各個(gè)路線圖都強(qiáng)調(diào)應(yīng)用，中國(guó)還沒(méi)有路線圖。我們受科技部的委托，正在編寫中國(guó)的合成生物學(xué)路線圖，把定量合成生物學(xué)作為理論基礎(chǔ)或理論框架寫進(jìn)路線圖。和國(guó)際上不一樣的是，我們不僅要利用現(xiàn)有的技術(shù)往前走，去做應(yīng)用，更多的是要往底層去，往源頭去，構(gòu)建合成生物學(xué)學(xué)科的理論基礎(chǔ)、理論框架。
我們現(xiàn)在也在積極組建定量工程生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室。人工智能領(lǐng)域出現(xiàn)了讓大家很吃驚的ChatGPT，在合成生物學(xué)領(lǐng)域，我們想知道生命領(lǐng)域哪一件事情能帶來(lái)變革性的變化？合成生物學(xué)作為生物學(xué)科的終極目標(biāo)是什么？生物學(xué)的任務(wù)是理解地球上的生命體背后的運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)制、運(yùn)轉(zhuǎn)原理，合成生物學(xué)在做的事情是改造現(xiàn)有的生命體，比如改造一個(gè)微生物來(lái)生產(chǎn)玫瑰精油，生產(chǎn)蜘蛛絲。但還要再往前走，我們?cè)趺慈��?chuàng)造一個(gè)生命？這不是生物學(xué)的研究對(duì)象，是合成生物學(xué)的研究對(duì)象。我們?nèi)绾稳ダ斫馍�命的本質(zhì)，回答生命到底是什么的問(wèn)題？只有把生命重新造出來(lái)，才能重新理解它。
造出生命需要三個(gè)步驟，第一步是從無(wú)機(jī)物到有機(jī)小分子，第二步是有機(jī)小分子合成生物大分子，第三步是從生物大分子到單細(xì)胞生命。最簡(jiǎn)單的生命是產(chǎn)生一個(gè)單細(xì)胞，前兩步是合成化學(xué)，第三步是合成生物學(xué)。第三步實(shí)際上是目前尚未實(shí)現(xiàn)過(guò)的。坐在這個(gè)房間里的大家都是生命的延續(xù)，我們都是從有生命到有生命，我們是從媽媽的肚子里出來(lái)的，媽媽是從外婆肚子里出來(lái)的，再往前溯源，就是動(dòng)物，植物，多細(xì)胞的藻類，再到單細(xì)胞，最原始的生命是“盧卡”細(xì)胞（LUCA, Last Universal Common Ancestor ）。生命起源之后，生命蔓延開來(lái)。
在地球上是否能夠再來(lái)一次生命的起源？是否能夠把這些沒(méi)有生命的東西放在一起，涌現(xiàn)出生命？這沒(méi)有必然答案。我們現(xiàn)在希望去做這樣一件事情，從地球上合成出一個(gè)全新的生命，再來(lái)一次生命起源，這是合成生物學(xué)真正能夠去突破的一件事情。
我們正在發(fā)起全球的大科學(xué)計(jì)劃，造一輛車需要一萬(wàn)多個(gè)零件，造一個(gè)生命也有多個(gè)零件，每個(gè)實(shí)驗(yàn)室做一點(diǎn)，放到一起，把生命合成出來(lái)。
產(chǎn)業(yè)方面，深圳做了五件事情來(lái)推動(dòng)合成生物產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，一是“樓上樓下”創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)綜合體，位于光明的深圳市工程生物產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心。二是國(guó)內(nèi)的合成生物學(xué)產(chǎn)業(yè)大會(huì)，每年都在深圳召開。三個(gè)是合成生物產(chǎn)業(yè)園，四是設(shè)立專門的天使基金，五是出臺(tái)市、區(qū)兩級(jí)一起支持合成生物學(xué)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策。
有意思的是，深圳合成生物學(xué)的科研和產(chǎn)業(yè)很接近，我們發(fā)表一篇文章，同時(shí)也孵化一家公司，比如我們用酵母合成大麻素，孵化了森瑞斯生物科技（深圳）有限公司。我們把空氣變成糧油，論文發(fā)表在《自然-催化》上，孵化了做生物膠水的深圳柏垠生物科技有限公司，去年被評(píng)為“中國(guó)十大科技進(jìn)展新聞”。
“樓上樓下”創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)綜合體是一個(gè)網(wǎng)紅打卡點(diǎn)，樓下引進(jìn)設(shè)備跟樓上的實(shí)驗(yàn)室一起用，樓上樓下造成了一個(gè)上午下午的巧合：上午文章上線，下午完成融資�！皹巧蠘窍隆狈趸�器��2021年7月1日開啟，共遴選了300多家企業(yè)。目前我們自己孵化的企業(yè)有14家，一般完成一個(gè)研究工作需要3-5年，文章發(fā)表后我們進(jìn)行孵化，開公司，周期比較短。我們形成了自己的一棵小樹，分幾個(gè)賽道，包括醫(yī)藥、食品、消費(fèi)品。
這棵小樹苗缺什么？我們發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)在最缺的就是懂科技的經(jīng)營(yíng)人才和首席執(zhí)行官（CEO）。我們從源頭創(chuàng)新上構(gòu)筑的研究院以及產(chǎn)出的成果，到了初創(chuàng)公司之后，成長(zhǎng)得好不好，其實(shí)完全取決于誰(shuí)來(lái)運(yùn)行這個(gè)公司。教授來(lái)運(yùn)行公司，99%是失敗的，只有1%可能會(huì)成功。所以需要專業(yè)化且懂科創(chuàng)的經(jīng)營(yíng)人才，銜接這個(gè)鏈條，不然這是一個(gè)斷裂的鏈條。所以我們?cè)谏钲诶砉ご髮W(xué)也想成立商學(xué)院，從本科生開始培養(yǎng)懂科技的管理人才。
現(xiàn)在連續(xù)的創(chuàng)業(yè)者太少了。很多人創(chuàng)業(yè)成功之后，往往就去做投資了，沒(méi)有回來(lái)再創(chuàng)業(yè)，這是國(guó)內(nèi)的情況。所以我們特別需要再回到池子里，連續(xù)創(chuàng)業(yè)者的池子如果能像美國(guó)一樣那么大的話，那中國(guó)的科技成果、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化這條路，會(huì)走得更加順暢。
最后，我們形成了 “雙環(huán)耦合”的模式。左邊是科技創(chuàng)新的環(huán)，以政府投入為主，右邊是產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化的環(huán)，市場(chǎng)主導(dǎo)。我們可以用“訂書機(jī)”在兩個(gè)地方把兩個(gè)環(huán)訂在一起，一個(gè)是設(shè)施，既服務(wù)科學(xué)又服務(wù)產(chǎn)業(yè)，另一個(gè)是樓下和樓下都是產(chǎn)業(yè)，目的是打通科學(xué)和產(chǎn)業(yè)“兩張皮”，沿途下蛋，就地轉(zhuǎn)化。這個(gè)模式不是預(yù)先想好的，是往回看，思考一些模式是否可以復(fù)制時(shí)總結(jié)出來(lái)的。今天我講合成生物學(xué)，不一定局限于這個(gè)領(lǐng)域，可以通過(guò)這個(gè)點(diǎn)，向外去輻射，看看是否有可以復(fù)制的地方，在其他領(lǐng)域也能夠走這條路，打破科技產(chǎn)業(yè)“兩張皮”的情況。
（原標(biāo)題：中國(guó)科學(xué)院劉陳立談合成生物的突破：在地球上再來(lái)一次生命的起源）
（本文內(nèi)容來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)，版權(quán)歸原作者所有，如有侵權(quán)可后臺(tái)聯(lián)系刪除。）