2020年5月12日，清华大学合成生物学中心主任、清华大学生命科学学院陈国强教授做客IIIF&清清中心“创新驱动”线上茶座，做“合成生物技术发展及产业化应用”的主题报告。清华大学药学院副院长尹航教授，雅康博生物科技有限公司创始人兼首席执行官许军普围绕主题展开讨论，活动吸引了来自高校、企业、投资金融机构以及地方政府的各界代表共计300人参与。活动由IIIF执行主任、清清中心秘书长刘颖主持。

陈国强指出：合成生物学通过创造自然界中不存在的生物系统来解决人类社会面临的健康、能源、食品、材料、化学品和环境等各方面问题。由于目前对生命机理的研究极为有限，创造生命无法实现，加之重新设计和创造动物涉及到伦理问题，目前的合成生物学主要以研究改造微生物为主。而已有的研究证明，微生物改造是可行的，例如人造酿酒酵母，将酿酒酵母的染色体变为一条而不改变其性状，其他研究也表明，改变细菌大小、内部结构、生长方式同样可行。

基于合成生物学的研究，可以利用细胞或酶在生物反应器中转换农产品获得化合物、草料、燃料和药品等工业产品。相较传统化工制造，生物制造可以水相反应，常温常压情况下即可实现，以农产品为原料，不燃不爆，一般不会产生难闻气味，但同时也存在反应过程慢、原料转化率低、能耗高、易染菌、产物浓度低、消耗大量淡水，产物回收困难，设备投资大等缺点。

针对这些缺点，陈国强团队研发了“下一代生物制造技术”平台，并利用该技术制造生物塑料，验证了产业化的可行性。通过下一代生物制造技术平台，生物制造消耗大量淡水的问题，可通过更换底盘细胞后使用海水代替淡水来解决。他的团队成功发现了两株具有高度适应性的耐盐细菌：Halomonas TD01和Halomonas TD02。因其在高盐高pH环境下快速生长，易染菌的问题也被有效解决。同时由于不再需要高温高压灭菌，反应器也可替换为低成本材料所制成的塑料反应器。为了提高底物转化率，该团队通过微生物配置了血红蛋白细胞，提高氧气利用率。为了解决回收问题，研究人员将微生物形状改造为丝状，细菌通过纤维丝缠绕产生沉淀，实现简单分离。

下一代工业生物技术，大幅度降低了生物制造成本并突破发酵产业难以连续生产的瓶颈。基于合成生物学的下一代生物工业技术已经实现了PHA、酮体3HB的大规模生产，而间苯三酚、L-苏氨酸等产品的产业化生产也已开始研发。

讨论阶段，尹航教授认为，合成生物学对能源、医药等领域下一代产业升级有重要影响，将给人类日常生活带来巨大变化。他认为合成生物学对当前生物医药智能制造具有划时代的意义，将为生物制药发展提供巨大助力。他以明星抗癌物紫杉醇为例，紫杉醇天然产物十分有限，但合成生物学有可能实现规模化生产。许军普认为，合成生物学有广阔的应用前景，是投资人十分关注的投资领域。但要实现产业化落地，一是要充分进行多学科交叉融合，促进研究成果转化应用。二是要将科学思维、技术思维与工程思维很好的融合，尤其要重视工程思维的系统性、集成性、综合性以及建构性。与会人员也围绕合成生物学的应用前景、下一代工业生物技术要点、合成生物学与人工智能如何有效结合、以及现代知识产权运营体系对产学研的促进等话题与几位嘉宾展开热烈讨论。

文：刘颖 李博

责编：刘颖

部分图片来自于网络