合成生物學(xué)工程化平臺的未來展望

如同?19?世紀快速發(fā)展的合成化學(xué)一樣，合成生物學(xué)技術(shù)是一項能夠創(chuàng)造財富增長新紀元的工程化技術(shù)與科學(xué)的融合。它對傳統(tǒng)工業(yè)的沖擊力將是革命性的，目前已經(jīng)成為生命科學(xué)的最前沿和戰(zhàn)略制高點。合成生物學(xué)工程化平臺設(shè)施的建設(shè)，將可能為人類面臨的醫(yī)療、能源和環(huán)境等重大問題提供全新解決方案，從根本上變革人類的生產(chǎn)和生活方式。

工程化平臺自身發(fā)展方面。2018?年?6?月，來自全球各地?15?家學(xué)術(shù)機構(gòu)的代表在倫敦參加了“全球生物鑄造廠會議”。與會代表認為，生物鑄造廠當前普遍面臨著相同的挑戰(zhàn)，包括昂貴的基礎(chǔ)設(shè)施的維護費用和運營人員的費用，缺乏通用的設(shè)施軟硬件標準和知識產(chǎn)權(quán)共享機制，生物元件材料難以跨國共享，潛在用戶對自動化設(shè)施缺乏了解等。因此，合成生物學(xué)工程化平臺的未來發(fā)展趨勢包括：①組成聯(lián)盟，研發(fā)通用的操作系統(tǒng)、自動化協(xié)議與標準，推動行業(yè)整體發(fā)展；②完善法律工具，如跨國、跨機構(gòu)的材料轉(zhuǎn)移協(xié)議、知識產(chǎn)權(quán)共享協(xié)議等，為實驗材料的共享降低成本，避免重復(fù)研發(fā)；③圍繞自動化設(shè)施提供云端服務(wù)，擴大用戶群體，特別是中小企業(yè)用戶；④加強國際自動化設(shè)施之間的協(xié)同，如共同承擔(dān)國際大科學(xué)計劃的研究任務(wù)，相互分擔(dān)調(diào)配任務(wù)，與耗材供應(yīng)商共同協(xié)商定價等。

圍繞工程化平臺的制度創(chuàng)新方面。建議：①明晰工程化平臺及其主管機構(gòu)的定位，應(yīng)當以重大科技任務(wù)攻關(guān)和國家大型科技基礎(chǔ)設(shè)施為主線，通過跨學(xué)科、大協(xié)作、高強度支持，聚焦國家長遠目標和重大需求，開展戰(zhàn)略性、前瞻性、基礎(chǔ)性、系統(tǒng)性、集成性科技創(chuàng)新，突破世界前沿的重大科學(xué)問題，率先掌握能形成先發(fā)優(yōu)勢、引領(lǐng)未來發(fā)展的顛覆性技術(shù)。②必須要有高位勢的統(tǒng)一協(xié)調(diào)和管理機構(gòu)，保障平臺體系的高效運轉(zhuǎn)。③賦予依托機構(gòu)高度的自主權(quán)，政府層面負責(zé)管理工程化平臺的設(shè)立、預(yù)算和評估，具體的科研、人事、財務(wù)等管理應(yīng)該給予依托機構(gòu)充分的自主權(quán)，保障其在學(xué)術(shù)和具體事務(wù)管理上的獨立性和靈活性。④建立健全科學(xué)評價和監(jiān)督機制，建立包含理事會評價、第三方同行評價、內(nèi)部學(xué)術(shù)委員會評價、課題組自我評價等不同層級、不同形式的定期評價機制，以保證科研工作的方向、水平和質(zhì)量。⑤健全創(chuàng)新鏈條，新成果的發(fā)現(xiàn)、開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化由不同主體各司其職，打通從基礎(chǔ)研究到產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化的路徑。⑥充分發(fā)揮中國科學(xué)院在天津、上海、深圳等地合成生物學(xué)領(lǐng)域集團軍優(yōu)勢，進一步建立核心集聚與開放協(xié)同的創(chuàng)新機制，組織產(chǎn)業(yè)前沿引領(lǐng)技術(shù)和關(guān)鍵共性技術(shù)創(chuàng)新，強化技術(shù)擴散與轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化，形成更加完善的產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新生態(tài)。

未來，隨著合成生物學(xué)工程化平臺的發(fā)展成熟，生物設(shè)計、制造、測試周期和成本將會被大幅壓縮。研究人員有望最終掌握基因線路的設(shè)計原理，從而將生物設(shè)計、研發(fā)、制造過程變成工程設(shè)計問題。人們將可以通過對生物的操縱，獲取新知識，以及制造新材料、新器件、新系統(tǒng)和新生命。（作者：崔金明，中國科學(xué)院深圳先進技術(shù)研究院；張炳照，中國科學(xué)院深圳先進技術(shù)研究院；馬迎飛，中國科學(xué)院深圳先進技術(shù)研究院；傅雄飛，中國科學(xué)院深圳先進技術(shù)研究院；王猛，中國科學(xué)院天津工業(yè)生物技術(shù)研究所；劉陳立，中國科學(xué)院深圳先進技術(shù)研究院。《中國科學(xué)院院刊》供稿）