看點(diǎn)網(wǎng)訊www.zlook.com 進(jìn)入21世紀(jì)，合成生物學(xué)這一新興交叉學(xué)科發(fā)展了短短20年的時(shí)間，卻展現(xiàn)出重大顛覆性，正推動(dòng)著一場(chǎng)制造業(yè)革命。合成生物學(xué)就像機(jī)械工程，通過(guò)組裝“基因”零件，能夠設(shè)計(jì)、改造、合成特定的人造生物。人造肉、代糖、色素……無(wú)論是醫(yī)藥、化工、食品還是材料、能源、農(nóng)業(yè)，合成生物學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域極其廣泛，涉及生活方方面面。
在環(huán)境污染、氣候異常、資源短缺等問(wèn)題日益嚴(yán)重的今天，合成生物學(xué)將為人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展提供一種全新的解決方案，賦予人類“改造萬(wàn)物”的能力。合成生物學(xué)如何造福人類？合成生物學(xué)又有哪些倫理問(wèn)題？
本期《未來(lái)中國(guó)》聚焦合成生物學(xué)，邀請(qǐng)到中國(guó)科學(xué)院院士、上海交通大學(xué)生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院院長(zhǎng)、微生物學(xué)家鄧子新，介紹合成生物學(xué)及其應(yīng)用，分享自己科研探險(xiǎn)之旅。更有青年科學(xué)團(tuán)學(xué)霸討論合成生物產(chǎn)品，探索合成生物學(xué)的魅力。
二十年磨一劍 中國(guó)科學(xué)院院士鄧子新逆境中執(zhí)著解鎖全新領(lǐng)域
面對(duì)國(guó)際龐大的市場(chǎng)需求和國(guó)外長(zhǎng)期的技術(shù)壟斷，鄧子新團(tuán)隊(duì)利用合成生物學(xué)，成功開(kāi)發(fā)出一種低成本、高效率，高收益，低污染的維生素E，顛覆了國(guó)外化學(xué)合成維生素E的生產(chǎn)，使中國(guó)一躍成為維生素E的生產(chǎn)大國(guó)。鄧院士表示，合成生物學(xué)能夠推動(dòng)傳統(tǒng)制造業(yè)向高端產(chǎn)業(yè)升級(jí)換代，形成一系列獨(dú)立自主的知識(shí)產(chǎn)權(quán)。
從發(fā)現(xiàn)現(xiàn)象到發(fā)表論文，鄧子新帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)在DNA骨架上發(fā)現(xiàn)了一種新的DNA硫修飾，打開(kāi)了全新的科學(xué)領(lǐng)域。這項(xiàng)研究花費(fèi)了二十年的時(shí)間才引起國(guó)際廣泛重視。在此之前，DNA硫修飾是一項(xiàng)長(zhǎng)期不被認(rèn)可的研究，不僅得不到項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)，還要面對(duì)同行提出的各種質(zhì)疑，而且每回答一個(gè)質(zhì)疑常常要花費(fèi)一年半載的時(shí)間。但是鄧子新認(rèn)為質(zhì)疑是好事，它能讓研究更加嚴(yán)謹(jǐn)、認(rèn)真。鄧院士稱“要相信自己，把證據(jù)拿出來(lái)，鐵證如山時(shí)別人不承認(rèn)都沒(méi)辦法”。
想到論文的發(fā)表和得到國(guó)際認(rèn)可，鄧院士直言有許多激動(dòng)的地方。“在最困難的時(shí)候，國(guó)家自然基金委生命科學(xué)部主任基金給了30萬(wàn)元的資金。”鄧院士對(duì)這一支持非常感動(dòng)并視其為科研生涯中最重要的鼓勵(lì)。同時(shí)，作為第一批獲得青年科學(xué)基金、中青年人才專項(xiàng)基金等人才培養(yǎng)激勵(lì)的科研人員，他感慨完善的科研資助體系有助于中國(guó)實(shí)現(xiàn)更大的科技進(jìn)步。
談及個(gè)人經(jīng)歷，鄧院士稱在國(guó)外留學(xué)時(shí)，對(duì)家鄉(xiāng)父老寄予的厚望念念不忘。振興祖國(guó)，為國(guó)做貢獻(xiàn)的樸素情感成為了一種力量，促使他渴望追求個(gè)人價(jià)值、民族價(jià)值和科學(xué)價(jià)值三者統(tǒng)一。80年代國(guó)內(nèi)的科研條件仍然艱苦，如今看來(lái)十分簡(jiǎn)單的科研設(shè)備，在當(dāng)時(shí)都是奢侈。在這樣的情況下，從簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)開(kāi)始，經(jīng)歷了國(guó)家在最艱難的情況下科研起步，見(jiàn)證了中國(guó)科學(xué)的騰飛和發(fā)展，鄧院士始終認(rèn)為回國(guó)是最正確的一件事情。
對(duì)于科研路上的孤獨(dú)和挫折，鄧院士強(qiáng)調(diào)科學(xué)沒(méi)有盡頭，永遠(yuǎn)攀登不到頂峰，要堅(jiān)持逆境中自強(qiáng)，順境中自律。同時(shí)，鄧院士認(rèn)為隨著合成生物學(xué)的發(fā)展，“生化環(huán)材”一定大有用武之地。他鼓勵(lì)青年學(xué)生勇敢地選擇“冷門(mén)專業(yè)”，因?yàn)?ldquo;天坑”終會(huì)變成“天賜”。
以生物合成萬(wàn)物 科學(xué)青年團(tuán)期待合成生物學(xué)助力可持續(xù)發(fā)展
微生物要占領(lǐng)人類？脫口秀演員、材料專業(yè)碩士徐志勝稱微生物吃過(guò)的生物比人類這種生物還多，它們是“地球之王中王”。人類離不開(kāi)微生物嗎？他還表示人類不過(guò)是腸道菌群的“打工人”，有實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)“社牛”的腸道菌群種類更加豐富。健康人的糞便移植可用于治療便秘？為什么腸道會(huì)是人的第二個(gè)大腦呢？
合成生物學(xué)可以自由合成一切嗎？復(fù)旦腦科學(xué)學(xué)霸張佳偉表示合成生物學(xué)正在悄然掀起新的制造業(yè)革命。他提到基因與微生物合成的蛛絲蛋白可以制造出現(xiàn)實(shí)版蜘蛛俠戰(zhàn)服。這種人造蛛絲的防彈衣有什么優(yōu)點(diǎn)？此外，服裝業(yè)中使用的尼龍等聚酯纖維包含有毒的化學(xué)物質(zhì)，造出污染嚴(yán)重，合成生物學(xué)有什么解決辦法呢？他這次穿的西裝面料又有什么不同？
徐曄醫(yī)生介紹了合成生物學(xué)在醫(yī)療領(lǐng)域中的潛力。他表示治療瘧疾的青蒿素是從黃花蒿中提取出來(lái)的，而合成出的青蒿酸能有效降低青蒿素的生產(chǎn)成本。當(dāng)然，合成生物學(xué)的醫(yī)學(xué)應(yīng)用遠(yuǎn)不止如此。通過(guò)基因編輯的技術(shù)改造細(xì)菌還有望治療腫瘤？合成遠(yuǎn)紅光調(diào)控的定制化細(xì)胞具有降血糖的效果？他認(rèn)為，合成生物學(xué)給人類戰(zhàn)勝疾病帶來(lái)了更多希望。
人的身體里有一個(gè)先進(jìn)的工廠？華中科技大學(xué)生物制藥專業(yè)、帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)在被稱為“世界頂級(jí)合成生物學(xué)競(jìng)賽”的iGem大賽上兩次獲得金獎(jiǎng)的00后大學(xué)生樊昌鑫，化身“工廠老板”，向大家介紹神秘的“細(xì)胞工廠”。他提到細(xì)胞里的葉綠體是最小的太陽(yáng)能板，核糖體是最小的3d打印工廠。那么建造一個(gè)細(xì)胞工廠需要的設(shè)計(jì)圖和磚是什么？牛仔布用到的靛藍(lán)和染發(fā)用到的色素有什么關(guān)系？他還表示，他們生產(chǎn)的產(chǎn)品只是合成生物學(xué)中最簡(jiǎn)單的應(yīng)用。這個(gè)工廠生產(chǎn)了什么天然無(wú)害的產(chǎn)品呢？
7月27日22:00東方衛(wèi)視《未來(lái)中國(guó)》，中國(guó)科學(xué)院院士鄧子新，科學(xué)引薦人陳辰和科學(xué)青年團(tuán)學(xué)霸徐志勝、徐曄、唐騁、樊昌鑫、張佳偉、薛來(lái)，與你一同探索合成生物學(xué)的發(fā)展。
