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鄧子新院士在上海寶山舉行的第八屆上海合成生物學創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟年會暨2023年新發(fā)展論壇活動上演講。圖片來源：上海合成生物學創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟

“合成生物學的人才尤其需要交叉融合的理念，能夠把各門學科，從基礎到運營都打通，敢于向前邁半步，讓基礎理論得以生產(chǎn)和應用。但又不能一味地強調應用，如果只追求‘造物致用’，不追求‘造物致知’，總有一天這門學科會枯竭的?！?/p>

5月21日下午，在上海寶山舉行的第八屆上海合成生物學創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟年會暨2023年新發(fā)展論壇活動上，中國科學院院士，上海交通大學生命科學技術學院名譽院長、微生物代謝國家重點實驗室主任鄧子新在接受澎湃科技采訪時說。

鄧子新是中國合成生物學最早的發(fā)起人之一，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。

從“十三五”（2016－2020年）（一般指中華人民共和國國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十三個五年規(guī)劃綱要）開始，合成生物學被列為中國戰(zhàn)略前瞻性重大科學問題和前沿共性生物技術，國家出臺了一系列政策支持其發(fā)展。在國家發(fā)改委發(fā)布的《“十四五”生物經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃》中，明確提出了“推動合成生物學技術創(chuàng)新”。

近年來，合成生物學也吸引了眾多投資人的目光。據(jù)美國合成生物學媒體SynBioBeta統(tǒng)計，2020年，全球合成生物學領域企業(yè)獲得投融資78億美元，是2019年的2.5倍。2021年，全球合成生物學投融資金額達到180億美元。

當天會議現(xiàn)場，據(jù)中國科學院上海營養(yǎng)與健康研究所研究員熊燕介紹，“2023年全球合成生物學方面投融資呈下降趨勢，體現(xiàn)了投資走向理性、精準之路。2023年第一季度，全球合成生物學領域的初創(chuàng)公司籌集了約28億美元，是過去三年來同期最少的一個季度。2022年全年全球初創(chuàng)公司的融資為103億美元，比2021年減少115億美元?！?/p>

從數(shù)據(jù)中“挖寶”，造物致用

“合成生物學”究竟是什么？在2000年的美國化學學會年會上，美國斯坦福大學的庫爾（E. Kool）重新定義了“合成生物學”的概念：“基于系統(tǒng)生物學的遺傳工程和工程方法的人工生物系統(tǒng)研究，從基因片段、DNA分子、基因調控網(wǎng)絡與信號傳導路徑到細胞的人工設計與合成。”這標志著合成生物學的正式出現(xiàn)，隨后，“合成生物學”迅速獲得廣泛關注，被認為是繼DNA雙螺旋結構發(fā)現(xiàn)和人類基因組計劃之后的“第三次生命科學技術革命”。

鄧子新告訴澎湃科技，DNA雙螺旋結構的發(fā)現(xiàn)使生物發(fā)現(xiàn)來到了物質基礎的層面，其編碼的內容構成了千變萬化的生物；人類基因組計劃的提出得益于基因測序技術的發(fā)展，它可以快速測定復雜的基因序列，形成巨大的數(shù)據(jù)庫。而合成生物學是指利用這些不同方面的數(shù)據(jù)，對其進行整理歸納，形成不同的需要，創(chuàng)造新的用途，即“造物致用”?！吧a(chǎn)出來的數(shù)據(jù)，只有得到了利用，才是‘寶貝’?！?/p>

簡單來說，合成生物學是通過人為設計和建造新的基因組和生物體，來解決醫(yī)學、能源、環(huán)境、農(nóng)業(yè)等問題。“合成生物學是整合性、交叉融合的學科，它不僅與生命科學有關，生、化、環(huán)、材等好幾門和國計民生密切相關的學科都與之有關?！编囎有陆榻B，“這門學科要求我們用全新的視野抓住社會的需求，把各門科學知識和信息進行有機的整合，形成一些能更加優(yōu)質高效、經(jīng)濟環(huán)保地生產(chǎn)的產(chǎn)品，如果是尚未被生產(chǎn)出來的產(chǎn)品，要能夠通過一些手段使其可以生產(chǎn)?！?/p>

鄧子新告訴澎湃科技，發(fā)展合成生物學，“數(shù)據(jù)”很重要?！昂铣缮飳W現(xiàn)在剛進入‘幼年時期’，現(xiàn)階段已經(jīng)積累了大量的數(shù)據(jù)，但說‘海量’還為時尚早，目前可能達到了“湖量”。隨著人工智能等新技術的出現(xiàn)，數(shù)據(jù)的積累將不斷增長，合成生物學的發(fā)展會更加蓬勃?！?/p>

培養(yǎng)具有想象力和觀察力的人才

合成生物學已經(jīng)發(fā)展了20余年，鄧子新認為，在合成生物學的發(fā)展中，中國充分發(fā)揮了體制的優(yōu)勢。例如，中國提倡“有組織的科研”，各科研團隊之間交叉合作，把不同經(jīng)歷、不同研究方向的科學家組合在一起，完成一個人做不到的事情?！鞍凑者@種發(fā)展速度和走向，我們的科學研究可能會發(fā)生一些質的變化，未來可能會迸發(fā)出一些很不錯的、后來居上的成果?！?/p>

“另一方面，在全球范圍內，中國的科學家數(shù)量是巨大的，而且有很多從海外回來、積累了豐富經(jīng)驗的科學家，此外，中國還有豐富的資源，這些都是合成生物學發(fā)展的優(yōu)勢?！编囎有抡f。

中國的合成生物學發(fā)展也面臨“瓶頸”。鄧子新表示，目前的“瓶頸”在于源頭創(chuàng)新的能力?！拔覀冊紕?chuàng)新的研究比較少，基礎理論總體上比較薄弱?！编囎有抡f，“合成生物學需要從海量的數(shù)據(jù)庫里找基因蛋白調節(jié)的原件，如果數(shù)據(jù)庫的“庫存”太少，總有用完的時候，所以數(shù)據(jù)庫的原始創(chuàng)新是不能停止的?！?/p>

因此，不能一味強調應用?！叭绻覀冎蛔非蟆煳镏掠谩?，不追求‘造物致知’，總有一天這門學科會枯竭的?！编囎有抡f。

促進合成生物學的發(fā)展，人才是關鍵。“你看到的任何地方都可能存在科學?！编囎有抡f，“所以除了生（物）、化（學）、環(huán)（境）、材（料）這四大專業(yè)的基礎人才，今后的人才要更有綜合性，更敏感，有創(chuàng)造性的思維、哲學的思維，能夠洞察社會的需要，想到別人想不到的東西。我們并不需要改變人才的結構，關鍵要建立合理的人才培養(yǎng)模式，深度培養(yǎng)他們的想象力和觀察力?！?/p>

此外，鄧子新認為，合成生物學的人才尤其需要交叉融合的理念，能夠把各門科學從基礎到運營都打通，敢于向前邁半步，讓基礎理論得以生產(chǎn)和應用。

鄧子新回憶，21世紀，人類進入生物世紀，當時考大學的學生，進生物專業(yè)最難，但后來又有人說，生、化、環(huán)、材這幾個專業(yè)是“天坑”。今天隨著合成生物學產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，各行各業(yè)的需求都變大了，這幾個將變成“天賜”的專業(yè)?！八圆慌抡也坏胶霉ぷ?，關鍵是能不能做出好的成果?！?/p>

科學研究需要受到倫理約束

合成生物學發(fā)展迅速，避不開倫理討論。例如，合成生物學提出設計新的生命的理念，有人認為，這是一個打破自然規(guī)律的理念，需要思考，人類是否超越自然界限的權力？鄧子新告訴澎湃科技，“實際上，生命科學取得突破的階段，很容易引起民眾的恐慌。例如20世紀70年代基因工程出現(xiàn)時，美國斯坦福大學出現(xiàn)了一次反對基因工程的游行示威，而當時的基因工程僅僅處于萌芽階段；后來克隆人出現(xiàn)，人們又擔心出現(xiàn)非人類的新生物，擔心它會毀滅人類。當人類的認知水平逐漸發(fā)展時，對新的生物技術的恐慌會逐漸消解?！?/p>

但這也有益處。鄧子新說，“這提醒科學家和社會，要規(guī)范這些新的生物技術和研究的發(fā)展方向。這些技術的出現(xiàn)是為人類造福的，而不是用來造孽的，需要發(fā)展出一套倫理規(guī)則來進行約束?！?/p>

“事實上，目前中國已經(jīng)形成了一套比較嚴格的倫理規(guī)則，包括研究的各個環(huán)節(jié)，實驗室的級別，達到什么水平可以進入臨床、形成藥物等。”鄧子新告訴澎湃科技記者，“科學本來就是一把雙刃劍，我們科學家有研究的權利和義務，也有讓研究在受到控制和規(guī)范的范圍內實行的責任?！?/p>

而從合成生物學的發(fā)展階段來看，鄧子新說，合成生物學還沒有到達合成生命的階段，目前合成器官的研究都比較少，只能做到合成某種微生物系統(tǒng)，做出某種產(chǎn)品，形成某種產(chǎn)業(yè)，比如合成蛛絲蛋白，做成蛛絲，代替蠶絲?！澳壳斑@方面的研究處于可控的狀態(tài)?！?/p>