作为一项颠覆性技术，合成生物学如何推动新质生产力发展？在今天举行的2024合成生物学与生物医学健康大会上，与会专家分享了不少这一领域的前沿进展。站在未来“造物时代”的门槛上，合成生物学正在诸多领域引发变革，其潜力和应用范围也将超越传统生命科学的边界。
微纳技术打造高效“桌面工厂”
作为一门融合生物学、工程学、信息科技等多学科知识的前沿科学，合成生物学将把人类带入一个“物质自由”的全新阶段，有望改变传统的生产方式，推动产业深刻变革。
中国工程院院士、华东师范大学校长钱旭红在大会主旨报告中表示，发展合成生物学的意义在于为宏观产业探索全新的底层技术，“正如潜叶虫钻蛀出叶片内部的微小管道，这种微纳流管道正是未来工厂的原始模板”。
中国工程院院士、华东师范大学校长钱旭红在做大会主旨报告
2020年6月，上海启动了“超限制造”市级重大科技专项。与传统工厂相比，未来以微纳技术为基础的制造工厂，可能只需一个桌面就能容纳。“若干年后，一层楼就是一座化工园区。”钱旭红说，这种工厂更小型、更微观，但效率更高。
他举例说，利用现有工艺，一个年产500吨药物的叠氮化车间占地需2300平方米，反应时间长达60小时，且试剂用量大、易爆炸；改用微纳化工技术后，同等产能的设备占地仅需180平方米，反应停留时间仅10分钟，试剂用量将减少1/3。
核酸框架设计智能分子机器
未来健康是合成生物学的重点发力领域。华东师大生命医学研究所所长刘明耀教授带来了合成生物学改进细胞治疗CAR-T疗法的最新进展：他们采用非病毒PD1定点整合CAR-T细胞，避免了原先使用病毒载体的弊端，在临床上带来了显著疗效。
中国科学院院士、上海交通大学王宽诚讲席教授樊春海展示了由新型核酸构建的刚性框架结构。与传统单链、双链形态的核酸不同，这种人工合成的新型核酸能在纳米空间中精确排布，并将抗体等分子“挂”在框架上。
中国科学院院士、上海交通大学王宽诚讲席教授樊春海介绍核酸分子机器
“为何普通感冒容易好，而艾滋病却很难对付？这与病毒表面的抗原数量息息相关。”樊春海解释，感冒病毒表面抗原有几百个，很容易被抗体抓住，而艾滋病病毒表面只有十几个抗原，抗体很难抓，“核酸框架提供了一种很好的工具，帮助我们设计出更有活性的抗体，以对付更狡猾的病毒”。他透露，科学家正尝试用它来创造具有智能的分子机器。
建立更完善的数据治理体系
合成生物学是生命科技（BT）与信息科技（IT）高度融合的产物。如今，在人工智能（AI）的赋能下，合成生物学走到了一个至关重要的发展关口。
中国科学院院士赵国屏在报告中指出，在合成生物学领域，数据已成为构建新研究范式的关键要素。“我们从未面对过如此复杂的大数据。”赵国屏说，生物医学研究及应用数据呈现爆炸性增长，而如何将这些数据系统化、标准化，是目前面临的一个极为重要的挑战。
中国科学院院士赵国屏介绍生物医学大数据
赵国屏借用“巴斯德象限”来解释数据积累的重要性：在基础研究、应用基础研究、应用研究三个象限之外，还有第四象限——数据积累活动，“为生物医学数据建立数据治理体系，是一项基础性科技工程。有了基于标准化的数据创新链，才能为另外三个象限的发展提供稳定的支撑”。
赵国屏认为，生物医学大数据治理应用平台体系应遵循“标准增值、技术创新、尊重产权、高效利用”的原则，目前已有不少科研团队通过合作在这方面进行了有益探索。他希望这条路能越走越宽，“前沿探索就是要走出一条新路，而且要不断走下去，直至走出一条大路”。
作者：许琦敏
文：许琦敏图：受访者提供编辑：许琦敏责任编辑：任荃
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