國(guó)內(nèi)案例

英美等國(guó)現(xiàn)有的生物鑄造廠仍然存在一定的局限性，包括復(fù)雜線路設(shè)計(jì)能力不強(qiáng)、底盤(pán)細(xì)胞單一、大片段?DNA?的制造成本高、高通量測(cè)試手段少、與下游應(yīng)用銜接不緊密等。許多研發(fā)需求仍未能滿(mǎn)足，領(lǐng)域的發(fā)展仍面臨障礙。針對(duì)現(xiàn)有生物鑄造廠的不足，我國(guó)做出了自己的部署。

中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“深圳先進(jìn)院”）牽頭建設(shè)“合成生物研究重大科技基礎(chǔ)設(shè)施”（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“設(shè)施”）項(xiàng)目，該設(shè)施項(xiàng)目于?2013?年被列入《國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中長(zhǎng)期規(guī)劃（2012—2030?年）》的總體部署，并于?2018?年?1?月獲深圳市發(fā)改委批復(fù)立項(xiàng)。設(shè)施計(jì)劃投入?9.4?億元人民幣，規(guī)模上的大幅提升將有效解決小型設(shè)施面臨的底盤(pán)細(xì)胞單一、DNA?與耗材成本高等不足，并更有利于開(kāi)展生命體的大規(guī)模個(gè)性定制，服務(wù)于國(guó)內(nèi)外研究者的多元化用戶(hù)需求，實(shí)現(xiàn)生命體的遠(yuǎn)程定制、異地設(shè)計(jì)、規(guī)模經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)。設(shè)施旨在為合成生物學(xué)中的海量工程化試錯(cuò)提供關(guān)鍵科學(xué)手段，推動(dòng)我國(guó)生命科學(xué)技術(shù)能力實(shí)現(xiàn)從認(rèn)識(shí)生命表象到掌握復(fù)雜生命本質(zhì)、從定性描述向定量預(yù)測(cè)、從單一維度向多維度生物功能檢測(cè)、從單一層次向多層次生物儀器開(kāi)發(fā)、從基礎(chǔ)研究向醫(yī)學(xué)轉(zhuǎn)化應(yīng)用?5?個(gè)方面的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)變。設(shè)施建設(shè)的科學(xué)目標(biāo)，是圍繞如何實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)合成可預(yù)測(cè)的生命體這一關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題，秉持模塊化的理念，將實(shí)驗(yàn)對(duì)象、方法、技術(shù)等標(biāo)準(zhǔn)化，通過(guò)不斷的閉環(huán)的工程試錯(cuò)，提升理性設(shè)計(jì)能力。設(shè)施內(nèi)利用智能化、自動(dòng)化和高通量的設(shè)備，搭建多條用于生物元件、生物器件、復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)、人工細(xì)胞器、人工細(xì)胞、多細(xì)胞人工體系等多維度人造生命的自動(dòng)化合成測(cè)試生產(chǎn)線，各條生產(chǎn)線之間有機(jī)協(xié)同，并結(jié)合設(shè)計(jì)軟件與機(jī)器學(xué)習(xí)的深度研發(fā)，建立合成生物理性設(shè)計(jì)與工程化試錯(cuò)相結(jié)合的核心平臺(tái)。在該設(shè)施的支撐下，有助于我國(guó)科學(xué)家做出具突破意義的標(biāo)志性工作，快速獲取從頭設(shè)計(jì)的大型基因組與非天然元件；完善技術(shù)方法體系，增強(qiáng)元件標(biāo)準(zhǔn)化、通用性；圍繞需求打通從元件到基因線路、生物裝置和人造生命的一體化創(chuàng)新路徑，形成顛覆性產(chǎn)業(yè)技術(shù)。

中國(guó)科學(xué)院天津工業(yè)生物技術(shù)研究所（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“天津工生所”）牽頭建設(shè)的以二氧化碳生物轉(zhuǎn)化為目標(biāo)的合成生物科教基礎(chǔ)設(shè)施，已被國(guó)家發(fā)改委批復(fù)納入中國(guó)科學(xué)院“十三五”科教基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目建設(shè)的項(xiàng)目庫(kù)。“人工生物創(chuàng)制及關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)平臺(tái)”將形成“學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)—合成裝配—測(cè)試分析”的工程化循環(huán)流程，其核心建設(shè)內(nèi)容是合成生物自動(dòng)化工作站——工作站將圍繞合成生物學(xué)發(fā)展的核心能力問(wèn)題，以軌道機(jī)器人、定點(diǎn)機(jī)器人等為核心，整合各種操作裝備、分析裝備，形成集成化自動(dòng)化裝置系統(tǒng)，高通量、自動(dòng)化地完成樣品處理、DNA?合成組裝，以及基因組規(guī)模化編輯、篩選和評(píng)價(jià)等設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)化工作任務(wù)；通過(guò)自動(dòng)化物流機(jī)器人實(shí)現(xiàn)高通量的樣品“流”管理與統(tǒng)籌；通過(guò)機(jī)器人與人力的“雙軌制”實(shí)現(xiàn)人工智能與人類(lèi)智能的協(xié)同工作；通過(guò)信息技術(shù)將獲得的不同類(lèi)型的大數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，為智能化機(jī)器學(xué)習(xí)提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。“人工生物創(chuàng)制及關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)平臺(tái)”建成后，以二氧化碳生物轉(zhuǎn)化為模型，可快速、高效地創(chuàng)造具有目標(biāo)特性的合成生物，“合成生物”定制能力達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，支撐基礎(chǔ)性、前瞻性、引領(lǐng)性的合成生物關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新，滿(mǎn)足企業(yè)定制需求，提供創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)服務(wù)，為培育發(fā)展我國(guó)合成生物產(chǎn)業(yè)提供支撐。