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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(xué)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(xué)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟

“合成生物學(xué)的人才尤其需要交叉融合的理念，能夠把各門學(xué)科，從基礎(chǔ)到運(yùn)營都打通，敢于向前邁半步，讓基礎(chǔ)理論得以生產(chǎn)和應(yīng)用。但又不能一味地強(qiáng)調(diào)應(yīng)用，如果只追求‘造物致用’，不追求‘造物致知’，總有一天這門學(xué)科會枯竭的。”

5月21日下午，在上海寶山舉行的第八屆上海合成生物學(xué)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(xué)院院士，上海交通大學(xué)生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院名譽(yù)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(xué)最早的發(fā)起人之一，長期從事微生物代謝的分子生物學(xué)研究，主攻放線菌遺傳學(xué)及抗生素生物合成的化學(xué)生物學(xué)。

從“十三五”（2016－2020年）（一般指中華人民共和國國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十三個五年規(guī)劃綱要）開始，合成生物學(xué)被列為中國戰(zhàn)略前瞻性重大科學(xué)問題和前沿共性生物技術(shù)，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(jì)發(fā)展規(guī)劃》中，明確提出了“推動合成生物學(xué)技術(shù)創(chuàng)新”。

近年來，合成生物學(xué)也吸引了眾多投資人的目光。據(jù)美國合成生物學(xué)媒體SynBioBeta統(tǒng)計，2020年，全球合成生物學(xué)領(lǐng)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(xué)投融資金額達(dá)到180億美元。

當(dāng)天會議現(xiàn)場，據(jù)中國科學(xué)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(xué)方面投融資呈下降趨勢，體現(xiàn)了投資走向理性、精準(zhǔn)之路。2023年第一季度，全球合成生物學(xué)領(lǐng)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。”

從數(shù)據(jù)中“挖寶”，造物致用

“合成生物學(xué)”究竟是什么？在2000年的美國化學(xué)學(xué)會年會上，美國斯坦福大學(xué)的庫爾（E. Kool）重新定義了“合成生物學(xué)”的概念：“基于系統(tǒng)生物學(xué)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(diào)控網(wǎng)絡(luò)與信號傳導(dǎo)路徑到細(xì)胞的人工設(shè)計與合成。”這標(biāo)志著合成生物學(xué)的正式出現(xiàn)，隨后，“合成生物學(xué)”迅速獲得廣泛關(guān)注，被認(rèn)為是繼DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)和人類基因組計劃之后的“第三次生命科學(xué)技術(shù)革命”。

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

簡單來說，合成生物學(xué)是通過人為設(shè)計和建造新的基因組和生物體，來解決醫(yī)學(xué)、能源、環(huán)境、農(nóng)業(yè)等問題。“合成生物學(xué)是整合性、交叉融合的學(xué)科，它不僅與生命科學(xué)有關(guān)，生、化、環(huán)、材等好幾門和國計民生密切相關(guān)的學(xué)科都與之有關(guān)。”鄧子新介紹，“這門學(xué)科要求我們用全新的視野抓住社會的需求，把各門科學(xué)知識和信息進(jìn)行有機(jī)的整合，形成一些能更加優(yōu)質(zhì)高效、經(jīng)濟(jì)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)。”

鄧子新告訴澎湃科技，發(fā)展合成生物學(xué)，“數(shù)據(jù)”很重要。“合成生物學(xué)現(xiàn)在剛進(jìn)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(dá)到了“湖量”。隨著人工智能等新技術(shù)的出現(xiàn)，數(shù)據(jù)的積累將不斷增長，合成生物學(xué)的發(fā)展會更加蓬勃。”

培養(yǎng)具有想象力和觀察力的人才

合成生物學(xué)已經(jīng)發(fā)展了20余年，鄧子新認(rèn)為，在合成生物學(xué)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(tuán)隊之間交叉合作，把不同經(jīng)歷、不同研究方向的科學(xué)家組合在一起，完成一個人做不到的事情。“按照這種發(fā)展速度和走向，我們的科學(xué)研究可能會發(fā)生一些質(zhì)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。”

“另一方面，在全球范圍內(nèi)，中國的科學(xué)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(xué)家，此外，中國還有豐富的資源，這些都是合成生物學(xué)發(fā)展的優(yōu)勢。”鄧子新說。

中國的合成生物學(xué)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。“我們原始創(chuàng)新的研究比較少，基礎(chǔ)理論總體上比較薄弱。”鄧子新說，“合成生物學(xué)需要從海量的數(shù)據(jù)庫里找基因蛋白調(diào)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。”

因此，不能一味強(qiáng)調(diào)應(yīng)用。“如果我們只追求‘造物致用’，不追求‘造物致知’，總有一天這門學(xué)科會枯竭的。”鄧子新說。

促進(jìn)合成生物學(xué)的發(fā)展，人才是關(guān)鍵。“你看到的任何地方都可能存在科學(xué)。”鄧子新說，“所以除了生（物）、化（學(xué)）、環(huán)（境）、材（料）這四大專業(yè)的基礎(chǔ)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(xué)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?nèi)瞬诺慕Y(jié)構(gòu)，關(guān)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。”

此外，鄧子新認(rèn)為，合成生物學(xué)的人才尤其需要交叉融合的理念，能夠把各門科學(xué)從基礎(chǔ)到運(yùn)營都打通，敢于向前邁半步，讓基礎(chǔ)理論得以生產(chǎn)和應(yīng)用。

鄧子新回憶，21世紀(jì)，人類進(jìn)入生物世紀(jì)，當(dāng)時考大學(xué)的學(xué)生，進(jìn)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(xué)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)。“所以不怕找不到好工作，關(guān)鍵是能不能做出好的成果。”

科學(xué)研究需要受到倫理約束

合成生物學(xué)發(fā)展迅速，避不開倫理討論。例如，合成生物學(xué)提出設(shè)計新的生命的理念，有人認(rèn)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(quán)力？鄧子新告訴澎湃科技，“實際上，生命科學(xué)取得突破的階段，很容易引起民眾的恐慌。例如20世紀(jì)70年代基因工程出現(xiàn)時，美國斯坦福大學(xué)出現(xiàn)了一次反對基因工程的游行示威，而當(dāng)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(dān)心出現(xiàn)非人類的新生物，擔(dān)心它會毀滅人類。當(dāng)人類的認(rèn)知水平逐漸發(fā)展時，對新的生物技術(shù)的恐慌會逐漸消解。”

但這也有益處。鄧子新說，“這提醒科學(xué)家和社會，要規(guī)范這些新的生物技術(shù)和研究的發(fā)展方向。這些技術(shù)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(jìn)行約束。”

“事實上，目前中國已經(jīng)形成了一套比較嚴(yán)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(dá)到什么水平可以進(jìn)入臨床、形成藥物等。”鄧子新告訴澎湃科技記者，“科學(xué)本來就是一把雙刃劍，我們科學(xué)家有研究的權(quán)利和義務(wù)，也有讓研究在受到控制和規(guī)范的范圍內(nèi)實行的責(zé)任。”

而從合成生物學(xué)的發(fā)展階段來看，鄧子新說，合成生物學(xué)還沒有到達(dá)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。“目前這方面的研究處于可控的狀態(tài)。”