中國網/中國成長門戶網訊 分解生物學（synthetic biology）以生物迷信為基本，集聚化學、物理、信息等學科，并借助工程學道理，design改革自然生物系統，或分解新的生物系統，為性命迷信供給新的研討范式（造物致知）。其能增進生物技巧迭代晉陞和生物制造變更成長（造物致用），是以又被稱為工程生物學（engineering biology）、新興生物技巧（emerging biotechnology），其賦能利用觸及生物醫藥、生物化工、節能減排、生物動力、生物農業、食物保健、周遭的狀況管理、生物資料、生物電子與生物信息工程等。
鑒于分解生物學的迷信意義和利用價值，重要發財經濟體紛紜將其列進國度計謀。中國粹者近期發布的《分解生物學道路圖2030》和《分解生物學成長計謀2035》從分歧角度闡述了分解生物學的內在、學科框架、成長目的、技巧途徑、利用遠景、管理準繩和計謀安排思緒。美國《國度生物技巧與生物制造雄圖》明白其目的的完成將依附“分解生物學與人工智能的衝破”。麥肯錫2020年陳述猜測，將來10—20年，全球生物經濟範圍將達2萬—4萬億美元，此中生物改革（modifying biology）的進獻率隨時光推移將達30%—70%。
從“973”打算和“863”打算後期布局，到“十三五”和“十四五”重點專項的體系性支撐，使中國分解生物學研討進進世界第一方陣。在中國分解生物學立異邦畿上，深圳是一顆新星，她以其一向的改造成長與立異驅動作風，浮現蓬勃活力，與上海、天津、北京等先行城市配合構成各具特點的分解生物學重鎮。
本文將國度各部委、中國迷信院、廣東省和深圳市等關于深圳市分解生物學成長的舉動歸納綜合為“十年夜辦法組合拳”，協力打造了從原創性研討到財產成長的高低游協同全經過歷程立異生態鏈，摸索了分解生物學成長的“深圳形式”。筆者自己有幸成為此中一位見證者。
新型科研機構與立異基地
辦法之一：中國迷信院深圳進步前輩技巧研討院分解生物學研討所——深圳立異膏壤中的一粒種子
2014年，中國迷信院深圳進步前輩技巧研討院（以下簡稱“深圳進步前輩院”）組建了分解生物學工程研討中間。這是一粒精良的種子，在深圳這片立異膏壤上敏捷生根抽芽并茁壯生長。3年后，該中間成長成為深圳進步前輩院的第七個研討所——分解生物學研討所（以下簡稱“分解生物所”），時任中國迷信院院長白春禮、廣東省科技廳廳長王瑞軍和深圳市副市長艾學峰等一行動之揭牌。這是一個成建制的分解生物學研討機構，標的目的定位在分解生物學與性命安康，與中國迷信院在上海和天津的相干機構差別化布局。分解生物地點其狹小過道的墻上寫著著極具深圳特點的建所立言——“與其等待將來，不如本身發明”。在中國迷信院及深圳進步前輩院和深圳市當局等多方支撐下，分解生物所凝集了一批高本質青年學者，年夜多來自“常青藤”黌舍等世界名校和科研機構，他們組建了分解生物退化、分解基因組學、分解生物化學、分解微生物組學、分解免疫學、資料分解生物學、細胞與基因線路design等多個研討中間。今朝，分解生物所曾經成長成為深圳進步前輩院的一個年夜範圍研討所，達1200余人（含研討生），研討組長（PI）均勻年紀39歲。這批年青學者不竭探向無人區，承當了系列嚴重義務，包含深圳市分解生物研討嚴重科技基本舉措措施、深圳分解生物學立異研討院、中國迷信院定量分解生物學重點試驗室、國度生物制造財產立異中間、分解生物“樓上立異、樓下創業”形式摸索等。在科研方面也產出了系列主要結果，此中，2023年頒發《細胞》（Cell）、《天然》（Nature）和《迷信》（Science）期刊及其子刊論文42篇。“二氧化碳變‘糧’、‘油’”和“人體免疫體系發育圖譜繪制”兩項結果接踵進選2022年和2023年國際十年夜科技消息。多項原創性結果被投資人看好，進進草創企業階段。短短數年，年青的分解生物所提交了一張靚麗的成就單。
辦法之二：部-市聯動支撐分解生物學研討——國度重點研發打算治理的新形式摸索
為加大力度分解生物學的基本研討，經迷信技巧部、深圳市國民當局兩邊協商，“十三五”時代，深圳市當局出資5億元，加大力度國度重點研發打算分解生物學重點專項的研討，這一辦法在“十四五”時代持續實行。該舉動被稱為“部-市聯動”機制，其積極意義有3個方面：激勵和調動了處所當局投資支撐基本研討，能實其實在增添基本研討投進，有必定示范效應；斟酌了深圳分解生物研討特點和財產成長需求，答應深圳按專項實行計劃總體請求提出深圳更急需的指南邊向；激勵全國迷信家介入，甚至領銜組織深圳方面提出的研討需求，從而加大力度了跨區域一起配合。從“十三五”實行的情形來看，這種舉動獲得顯明後果。
辦法之三：深圳分解生物學立異研討院——新型科研機構的范式
深圳高新技巧財產是全國的一面旗號，跟著全球科技競爭不竭向基本研討前移，2018年末，深圳發布了《深圳市關于加大力度基本迷信研討的實行措施》（深府規〔2018〕25號，以下簡稱“實行措施”），2019年1月1日起實施。此中提出實行“科技舉措措施強基工程”，包含“計劃扶植嚴重科技基本舉措措施集群”和“推動基本研討機構扶植”，分解生物學立異研討院（以下簡稱“分解院”）即是此中的基本研討機構之一。研討院于2019年5月20日揭牌，是由深圳市國民當局投資支撐，依托深圳進步前輩院牽頭扶植的不符合法令人專門研究科研機構。與嚴重科技基本舉措措施一樣，分解院主體扶植機構是深圳進步前輩院分解生物所，共建單元是深圳市第二國民病院（以下簡稱“深圳二院”）和華年夜性命迷信研討院（以下簡稱“華年夜”）。深圳二院在國際率先承當了國度“973”打算醫學分解生物學項目，并在膀胱癌診療研討中獲得凸起停頓；華年夜則在基因組序列剖析、分解與組裝方面經歷非常豐盛。
分解院秉承分解生物學“造物致知，造物致用”的理念，一方面聚焦人工性命系統的懂得，展開分解生物學基礎道理、個性方式研討；另一方面側重加大力度分解生物學醫學轉化利用研討。除了對上風團隊供給絕對穩固的支撐外，還經由過程建立開放課題、人才交通等方法增進深港地域的科研一起配合和學術交通。同時，與嚴重科技基本舉措措施“二位一體”同步扶植，推進國際外分解生物學研討的深條理、寬範疇、全方位的國際一起配合，盡力在深圳催生“分解生物財產”與“主動高端生物儀器國產化”兩條全新的財產鏈。
分解院作為一個新型研討機構，有較好的保證性支撐，全員聘請，公道評價。數年來，在國度部委、中國迷信院和深圳市各級當局的支撐下，研討院已初步建成“五位一體”、多主體一起配合、多要素聯動的綜合立異生態形式。深圳進步前輩院開創院長樊建平表現，“分解院的建成為分解生物科研與財產化注進新的活氣，并將為深圳的科技財產立異扶植、立異驅動成長作出更年夜的進獻”。
辦法之四：定量分解生物學重點試驗室——實際摸索的前沿陣地
復雜性命體系的感性design佈滿挑釁，分解生物學的成長需求對性命效能跨條理道理停止定量解析。2017年，分解生物所組建定量分解生物學研討中間，并于2年后獲批組建中國迷信院定量工程生物學重點試驗室。2021年，在“定量分解生物學”噴鼻山迷信會議（第S64次）上，專家們以為，性命系統從生物年夜分子、生物分子機械、亞細胞構造、細胞、組織器官、個別等各個條理過渡態上產生生物學效能“涌現”的定量紀律，是我們切磋樹立分解生物學實際構架的焦點。整合定量生物學、體系生物學、分解生物學、機械進修與人工智能，成長定量分解生物學將無望處理復雜性命體系的感性design困難。
依照全國重點試驗室重組任務設定，在中國迷信院支撐下，深圳進步前輩院分解生物所以定量分解生物學為主攻標的目的，在原中國迷信院定量工程生物學重點試驗室的基本上組建了定量分解生物學重點試驗室。該試驗室按“定量解析、分解重構”的研討思緒，聚焦復雜生物體系構成經過歷程的基礎道理、分解生物體系的感性design道理等主要迷信題目展開任務。試驗室牽頭承當中國迷信院計謀性先導科技專項（B類）“人工分解單細胞”義務，挑釁人工分解細胞、摸索細胞來源這個性命迷信最終命題之一。經由過程研小我空間究效能“涌現”道理，樹立定量分解生物學實際（造物致知），從而更好地領導細胞等復雜性命系統的design，為效能定制化辦事，完成高效力“造物致用”。
單細胞的人工分解這平生命迷信的嚴重命題持久以來遭到迷信界追蹤關心。2024年4月，深圳進步前輩院分解生物所牽頭結合japan(日本)、韓國、新加坡等6個國度25家高校及科研機構，倡議了“分解細胞-亞洲”一起配合打算（SynCell Asia）；并正在積極推進倡議“分解細胞-全球”一起配合打算（SynCell Global），在以後復雜多變的國際情勢下，為持續深化國際一起配合和學術交通停止了積極的摸索。
辦法之五：分解生物研討嚴重科技基本舉措措施——分解生物學之重器
分解生物學的要素是依據需求對性命系統停止design。鑒于性命系統的極端復雜性，根據古代性命迷信常識和技巧還難以做到“感性design”。學者們提出“design—構建—測試—進修”（DBTL）形式，解讀為高通量試錯體系，也稱為“生物鍛造廠”（biofoundry），由盤算機、主動化舉措措施、細胞和基因操縱體系、檢測剖析體系和數據剖析處置體系構成。經由過程高通量多輪DBTL輪迴迭代，不竭迫近工程目的。
2016年末，幾位學者向時任深圳市市長許勤致信，提出在深圳扶植分解生物研討嚴重科技基本舉措措施（以下簡稱“年夜舉措措施”），重要來由是：年夜舉措措施對分解生物學研討至關主要，深圳合適布局新興穿插學科；深圳信息技巧和制造技巧實力雄厚，性命迷信成長也很快，有扶植該年夜舉措措施的才能；這類舉措措施曾經在國度相干部分的斟酌中，以深圳的速率，可以先行先試，積聚經歷；年夜舉措措施在深圳建成后，將經由過程開放共享，為全社匯合成生物學研爆發出進獻。2017年2月，深圳市即啟動年夜舉措措施論證任務。顛末3年多的design、計劃、論證，2020年取得正式批準扶植，裝備投資總概算為7億多元（不含基建），建筑面積3萬多平方米，位于深圳市光亮迷信城啟動區，深圳進步前輩院為扶植牽頭單元，華年夜和深圳二院介入共建。今朝，年夜舉措措施曾經基礎建成并進進調試階段。它是一個針對人工性命體智能化design及主動化鍛造的基本年夜平臺，用于生物元器件、復雜細胞收集、人工巧胞等多維度生物系統的分解、組裝、植進、激活與測試。它還將打造一個用戶的“云端試驗室”和運營者的“智能試驗室”二位一體的分解生物研討平臺，對學術界和財產界開放。年夜舉措措施有40個效能島，可以自力運轉或串、并聯運轉。它是我國首個將軟件把持、硬件集成和分解生物學利用停止體系整合的年夜型分解生物研討基本舉措措施，也是今朝全球最年夜的“生物會議室出租鍛造廠”。
分解生物學年夜舉措措施是典範的IT（信息）、BT（生物）聯合形式，其效力可用一組數聽說明：美國伊利諾伊年夜學噴鼻檳分校的分解生物舉措措施天天可建造多達1000個特定序列卵白，講授每個造價不到3美元，本錢僅為人工制造的3‰；英國愛丁堡分解生物舉措措施每周可處置2 000多個DNA組裝反映，產量是人任務業的20倍。在此佈景下，國際分解生物舉措措施同盟（Global Biofoundry Alliance，GBA）于2019年應運而生，深圳進步前輩院作為倡議單元之一。GBA會聚了全球頂尖的分解生物舉措措施機構，努力于舉措措施間的協作溝通和經歷交通及職員培訓，配合應對技巧困難，制訂同一尺度，為年夜舉措措施的全球一起配合、人類聯袂處理迷信困難供給一種積極的范式，是全球分解生物學成長中的主要里程碑。
結果轉化載體與財產落地
辦法之六：深圳市八年夜將來財產及科技嚴重專項——加快分解生物學財產化的重拳
在深圳市科技立異“十四五”計劃中，列出20個計謀性新興財產集群和分解生物等8項將來財產。2022年6月，深圳市又發布了《深圳市國民當局關于成長強大計謀性新興財產集群和培養成長將來財產的看法》，被稱為“20+8”財產集群2.0版，解讀為“‘戰新’已興，‘將來’已來”，即計謀性新興財產曾經鼓起，將來財產也曾經呈現。
為落實上述計劃，深圳市科技立異局在科技嚴重專項中建立了分解生物學板塊，每年1億元，采取“揭榜掛帥”方法，重點贊助分解生物財產焦點競爭力、焦點技巧、儀器和嚴重設備。專項激勵企業結合科研單元聚首場地和高校結合申報，支撐強度為200萬—1 000萬，實行周期為2—5年；采用公然競爭和中期評價式、跑馬式、里程碑式等考察方法；此中年夜部門為深圳市當局與光亮區當局結合支撐（“市-區聯動”項目）。2024年項目指南可以回納為3年夜板塊：使能技巧——如基因編纂技巧、底盤細胞技巧、DNA打印技巧、儀器剖析技巧、主動化與智能細胞培育等；醫藥產物——如活性多肽、噬菌體藥物、核酸藥物、寡糖藥物、細胞藥物、微生態制劑、細胞療法、疾病檢測、類器官等；生物農業——如養殖技巧、貝類育種、植物自然產品、陸地藻類效能油脂、水稻性狀改進、高密度農業育種。其他還有城市無機渣滓生物轉化、二氧化碳綠色轉化等。
辦法之七：“樓上立異、樓下創業”綜合體——構建分解生物立異創業生態鏈的摸索
光亮區是深圳市建立的一個效能新區，是一個生態型高新技巧財產新城，2023年光亮區計謀性新興財產增添值占地域生孩子總值比重57.8%。此中，綠色低碳財產和生物醫藥財產增添值分辨增加50.6%和14.4%，高于其他行業。深圳市光亮迷信城啟動之時，光亮區當局即挑唆了一棟8層樓宇，在深圳市成長和改造委員會支撐下成立深圳首個財產立異中間——深圳市工程生物財產立異中間（以下簡稱“立異中間”）。就是在這棟樓上，分解生物所摸索了“樓上立異、樓下創業”綜合體形式。年夜樓里有兩種人，“穿白年夜褂”的迷信家和“穿西裝”的企業家。迷信家在“樓上”展開原始立異運動，停止焦點技巧攻關；“樓下”是財產孵化空間，為草創企業供給拎包進住的共享試驗平臺及智庫支持。迷信家和企業家在統一棟樓的電梯間、輕食間、健身房里就可以交通思惟、碰撞火花，既有用處理了草創企業缺少舉措措施和技巧平臺瓶頸，又極年夜延長了原始立異到財產轉化的周期。經由過程“樓上”與“樓下”的慎密鏈接，構成“科研—轉化—財產”的全鏈條企業培養經歷，加快結果孵化。分解生物所資料分解生物學研討中間主任鐘超研討員帶領試驗室首批遷進“樓上”，并在樓下創建了柏垠生物公司，成為分解生物資料賽道值得追蹤關心的草創企業。今朝，立異中間已組織10多批次企業遴選，勝利會聚50多家分解生物草創公司。與很多處所的科技財產孵化器比擬，這棟樓宇的範圍顯然太小，但它發明的形式對于進步結果轉化率具有非常積極的意義。2021年，這一經歷被國度成長和改造委員會寫進在全國推行的47條“深圳經歷”。
“樓上立異、樓下創業”綜合體形式如同一支火種，敏捷撲滅深圳分解生物財產。深圳市光亮區出臺全國首個分解生物財產專項政策，持續4屆主辦了分解生物財產年夜會，打造了以分解生物學為特點的專門研究財產園區，已開園的一期、二期建筑面積合計20余萬平方米。深圳市新成立的分解生物企業約80%落戶在光亮區，現已集聚分解生物企業100余家，總估值約300億元。此外，深圳先后組建了專注于分解生物財產的天使基金和財產領導基金，都注冊在光亮區。同時，光亮區與軟銀中國、松禾本錢等國際10余家投融資機構樹立聯念頭制，配合展開分解生物企業的投資培養任務。推進中國銀行、杭州銀行、興業銀行等金融機構發布“分解生物貸”，草創分解生物企業授信額度從100萬元晉陞至1 000萬元，累計存款額度超億元。由此，一個深度融會“基本研討+技巧攻關+結果財產化+科技金融+人才支持”的分解生物財產全經過歷程立異生態鏈已慢慢構成，正朝著打造具有行業影響力的分解生物財產窪地標的目的邁進。
辦法之八：國度生物制造財產立異中間——六年夜中試轉化平臺補齊財產轉化最后一塊拼圖
但是，包含分解生物財產在內的將來財產，廣泛面對的一個痛點是缺少小試、中式轉化平臺，這是一個瓶頸環節。
2023年7月，國度成長和改造委員會批復批准深圳進步前輩院牽頭組開國家生物制造財產立異中間（以下簡稱“國創中間”）。國創中間結合國度開闢投資團體無限公司、招商局投資成長無限公司、深業團體無限公司、深圳市光亮迷信城財產成長團體無限公司、華熙生物科技股份無限公司、深圳市朗坤周遭的狀況團體股份無限公司、廣東省廣新立異研討院無限公司、安徽華恒生物科技股份無限公司等財產鏈高低游上風單元一起配合共建。國創中間扶植地址位于深圳市光亮迷信城分解生物財產園內，于2024年7月正式啟動扶植，將扶植生孩子工藝高通量開闢、跨標準生物多模態驗證、年夜範圍載體系體例備與質控、生物信息盤算支持、中試縮小及藥品生孩子東西的品質治理規范（GMP）、主動化生物制造等六年夜平臺，承當分解生物學及生物制造的概念驗證、中試縮小和價值縮小的義務，歸納綜合起來就是為“從1到10”供給進步前輩的平臺。
國創中間由國立科研機構聯動央企、國企和龍頭平易近營企業配合打造，并將與同處于光亮迷信城的分解生物研討年夜舉措措施、深圳市工程生物財產立異中間、深圳分解生物學研討院和深圳理工年夜學分解生物學院等科教、產教平臺聯動，完成從原創衝破到財產成長的高低游協同，加快構成分解生物制造財產全經過歷程立異生態鏈，支持打造生物制造財產立異窪地。
教導與立異人才培育
辦法之九：深圳理工年夜學分解生物學院——后備人才基地
2024年5月，顛末多年籌建的深圳理工年夜學（以下簡稱“深圳理工”）取得教導部批準成立，定位于“新型研討型年夜學”。分解生物學院（以下簡稱“學院”）是深圳理工創校六年夜學院之一，以分解生物學為建制，與分解生物所共建共享、融會成長。學院踐行深圳理工“科教融匯、產教融會”的辦校理念和國度“強基”“新工科”等人才培育辦法，以生物迷信為基本，分解生物學和穿插迷信為特點，依托國際程度的師資步隊、進步前輩的講授舉措措施、分解生物所和重點試驗室的各研討中間、分解生物學年夜舉措措施、國度生物制立異中間等國際一流平臺，以及分解生物財產園，特別design了學術軌、工程軌和創業軌“三軌”成長的“本—碩—博”一體化先生培育計劃。先生可以依據本身的志向和特色，顛末通識課和專門研究課進修之后，在豐盛的選修課中停止選修進修、在進步前輩的試驗室餐與加入科研運動、隨企業導師到企業實行等。學院建立的久遠成長目的是成為國度生物迷信、分解生物學和生物技巧人才培育中間、立異泉源和結果溢出中間，以及性命迷信的迷信普及和文明傳承基地。
辦法之十：分解生物學立異賽——青年先生立異的舞臺
美國麻省理工學院開辦了有名的分解生物學年夜賽——國際基因工程機械年夜賽（International Genetic Engineering Machine Competition，iGEM)，曾經勝利舉行20年，全球先生趨附者眾。中國粹生從2006年開端餐與加入，參賽步隊逐年增添，今朝已到達約150支。他們成就優良，穩固取得40%以上的金牌，偶然也取得總冠軍獎。
鑒于分解生物學疾速成長，急需更多的高本質后備人才，並且比賽這種情勢也是高級教導中一種活潑活躍的情勢，顛末深刻調研和充足預備，我們也于2022年啟動了分解生物學立異賽（SynBio Challenges）（以下簡稱“立異賽”）。立異賽由20多所高校和科研單元及相干機構的學者結合倡議，中國生物工程學匯合成生物學分會主辦，深圳理工年夜學分解生物學院、深圳進步前輩院分解生物所、深圳市分解生物學協會等機構結合承辦，每年舉行1次。
立異賽取得了寬大師生的熱忱支撐。第一屆（2022年）盡管仍處于新冠病毒疫情中，仍是有20多支步隊到現場參賽，令人鼓舞的是，網上點擊不雅摩到達220萬次。線上線下不雅看的不只有先生，並且還有學者和企業家。第二屆（2023年）和第三屆（2024年）參賽步隊數連續翻番，達147支。賽場氛圍活潑，充足表現了年青先生的特色，大師會聚一堂，賽出了成就，賽出了精力，賽出了友情。這項運動對培育先生的交通摸索精力、發明精力和團隊精力非常無益。
分解生物學立異賽，純屬于公益性，對先生不收取任何所需支出。主辦方對參賽的先生們說，中國不缺會唸書、會測試的先生，但更需求的是立異精力。先生經由過程參賽運動，感觸感染立異氣氛、培育立異的認識，恰好可以或許補充這種缺憾。並且，大師所design和發明的分解生物效能系統，如有很好的財產化價值，即便停學創業，改日能夠成為相似喬·布斯、比爾·蓋茨的腳色，完成人類社會價值，也是值得激勵的。
深圳與國度有關部分聯動，經由過程系列辦法，打造分解生物學及財產的傑出生態和立異鏈條，摸索成長新質生孩子力的途徑，能夠成為又一個“深圳形式”。它的產生成長不是偶爾的，一個極具性命力的新興學科嵌進到一個炙熱的立異膏壤，必定會枝繁葉茂。以後，在全球范圍，分解生物學驅動的生物技巧迭代晉陞和生物制造變更成長，正在繪制將來生物經濟雄圖，深圳將成為此中一個窪地。
稱謝感激劉陳立、傅雄飛和審稿人對稿件提出的主要修正提出，感激羅巍和李玉娟彌補了部門內在的事務，感激袁海、司同、安一碩、易嘯、周啟君、高藝博等供給了相干材料！
（作者：張先恩，深圳理工年夜學。《中國迷信院院刊》供稿）