南方財經全媒體記者 陳思琦 深圳報道
合成生物學是什么？
“像組裝電路一樣組裝生命。”2010年，首位運用合成生物學技術創造出“人造單細胞生物”的美國科學家克雷格·文特爾如此概括。
“造物致知，造物致用。”中國科學家化用傳統儒家表達，意即通過建造生物體系來了解生命，通過創造生物體系來服務人類。
有研究機構預測，未來約70%的產品可用生物法生產，有望創造30萬億美元的經濟價值。這讓合成生物受到全球矚目，掀起投資熱潮的同時，內涵、技術、倫理、監管等底層問題亟待明確。
近年來，英國、美國、加拿大、澳大利亞等主要發達國家相繼發布合成生物學相關“路線圖”和戰略報告，截至2023年多達十余份，學者們從各自國家的視角凝練合成生物學的發展目標、方向和路徑。
“中國近些年合成生物學發展如火如荼，也是時候在學術界發出‘中國聲音’。”中國生物工程學會副理事長、合成生物學分會主任，深圳理工大學合成生物學院院長張先恩說。
今年5月，《合成生物學路線圖2030：驅動下一代生物制造的引擎》付梓出版，由國內40多所高校和科研機構的百余位學者及一批企業界人士研究編撰，張先恩任研究組組長。
由中國學者編寫的“路線圖”有何創新之處？對提升我國在合成生物學領域的影響力有何幫助？對我國生物經濟下一步的戰略規劃和政策部署又將提供哪些指導？帶著這些問題，南方財經全媒體記者近日約訪了張先恩。
（圖源：科學出版社）
世界合成生物學路線圖“中國版本”
時間倒回2010年6月，中國科學院與中國工程院、英國皇家學會與英國工程院、美國科學院與美國工程院達成共識，分別在英國、美國和中國召開3次合成生物學研討會，這即是學界聞名的“三國六院”會議（Six Academies Symposium Series）。
“三國六院”會議全面討論了合成生物學的內涵、發展方向、科學意義、應用價值、研究平臺和倫理、法律政策等，同時強調了國際交流與合作的重要性。
會議總結報告提到，合成生物學開創了一種全新的、理性設計并加工生物體系的方法，同時衍生出技術、倫理、監管、安全、知識產權等問題，“這些問題將在世界不同地區得到不同的解決”。
然而，三個國家共同探路，卻一直缺少指導性的文件。
2012年，在美國華盛頓召開的“三國六院”第三次會議上，時任科技部基礎研究司司長張先恩報告了“中國合成生物學路線圖”草案。
“當時，英國、美國同行高度評價，也進行了互動。大約半年后，英國即推出了合成生物學路線圖。”張先恩說。
2012年，英國合成生物學路線圖協調組織發布《英國合成生物學路線圖》，明確了面向2030年英國合成生物學的發展路徑。
2018年，美國半導體研究聯盟(SRC)和國家標準技術研究院（NIST）發布《半導體合成生物學路線圖》，提出基于DNA的大規模信息存儲等5個領域未來15年的發展目標和方向。
2019年，美國工程生物學研究聯盟（EBRC）發布《工程生物學：下一代生物經濟研究路線圖》，系統地描述了工程生物學（合成生物學的另一種表述）的發展目標及對生物經濟的影響。
截至2023年，英國、美國、加拿大、澳大利亞等國發布的合成生物學相關“路線圖”達十余份，涉及生物經濟、生物制造、生物半導體、生物材料、微生物組、國防等。
“這些路線圖，既有學術組織發布的，也有政府指定機構發布的，既反映科學發展趨勢，也與經濟和社會發展密切關聯。”張先恩說。
雖然中國學者十多年前在“三國六院”會議上率先報告了合成生物學路線圖思路，但一直沒有形成正式版本。隨著多國“路線圖”發布，中國視角的“路線圖”備受學界、業界關注。
今年5月，《合成生物學路線圖2030：驅動下一代生物制造的引擎》（以下簡稱《合成生物學路線圖2030》）正式出版。
張先恩分析道，《合成生物學路線圖2030》是一個學術版本，它的發布至少有四方面意義。
一是合成生物學是一個快速發展的新興交叉學科領域，研判未來發展趨勢和目標具有重要的科學價值；二是“合成生物學-生物技術-生物制造-生物經濟”互動正在奏響創新驅動發展的一支主旋律，路線圖將為國家制訂相關發展規劃提供重要參考；三是讓公眾有機會了解合成生物學，減少科技倫理上的誤區和顧慮，從而更好支持其發展；四是有利于國際合作與交流，在國際合成生物學相關組織中，中國學者已成為主角之一，對未來發展不能“失聲”，應有自己的研判和話語權。
“尤其當前國際環境受到逆全球化影響，‘路線圖’是堅持國際合作與交流的一種有效形式，英文版也在準備中。”張先恩透露。
談及創新之處，張先恩說，各國此前發布的“路線圖”普遍沒有基礎理論部分，原因是對一個新的領域而言，還需要時間研判。
《合成生物學路線圖2030》首次構建“理論框架、使能技術、應用展望和治理原則”四位一體的合成生物學學科體系架構，其中提出“合成生物學多尺度理論框架”，通過生命體系構建的組織原理和演化理論、細胞增值組分互作理論、自組織行為即相變理論、生物學原理“白箱”和人工智能“黑箱”融合等多個維度的深入分析，為合成生物學的長期發展奠定理論基礎。
同時，“使能技術”部分重點凝練了12個方向，如DNA測序、合成與組裝、基因編輯、蛋白質設計、基因線路、底盤細胞、無細胞催化、多細胞體系、自動化設施等。
肩負著發出“中國聲音”的責任，《合成生物學路線圖2030》并非僅限于探討本國的需求，而是世界合成生物學發展路線圖的“中國版本”，這在理論建設、技術發展、應用展望和治理原則等方面都得到體現。
“例如，遺傳病有數千種，有些是單基因遺傳病，有些是多個微效基因的加和。依照目前水平，編輯單個基因比較容易，多基因的修復成功率不高。‘泛基因組編輯’是國際同行共同期盼的目標。”張先恩解釋道。
“新李約瑟命題”向生物制造求解
“中國現在科技發展很快，有沒有可能抓住下一輪科技革命的機會？”
2007年倫敦一場高端科技發展論壇上，時任英國劍橋李約瑟研究所所長Christopher Cullen如此向張先恩發問。
張先恩稱這個問題為“新李約瑟命題”。本世紀初以來，美國學者的一系列原始性研究引領了合成生物學領域。而近十余年，中國合成生物學飛速發展，已逐漸從“跟跑者”轉為“與鷹共翔”。
張先恩介紹道，我國一直重視科技戰略規劃研究和布局。2010年，國家重點基礎研究發展計劃（973計劃）首個合成生物學項目啟動；2018年，國家重點研發計劃“合成生物學”專項正式啟動，并在“十三五”和“十四五”進行了系統性布局與推進；2022年，《“十四五”生物經濟發展規劃》印發，將合成生物學列為重點發展方向。
在政策支持和技術進步的推動下，據相關機構測算，2023年中國合成生物市場規模約為86.26億元，今年有望突破百億元。
放眼世界，美國早在2021年就以近42%的份額成為全球合成生物學最大的區域市場，提出到2030年，生物基產品將替代25%有機化學品、20%石油燃料；英國“路線圖”也透露，在2030年前促進合成生物市場規模擴大至100億英鎊。
當前，我國正加速培育新質生產力。張先恩認為，合成生物學促使生物技術迭代提升，因此能夠應對更大的挑戰，解決更難的實際問題，賦能生物制造，對發展新質生產力有重要價值。
7月5日，在國務院新聞辦公室“推動高質量發展”系列主題新聞發布會上，工信部部長金壯龍表示，將圍繞生物制造等新興領域，再建設一批國家制造業創新中心。
約一周后的7月14日，國家發展改革委批準組建的全國第十個產業創新中心，也是我國生物制造領域首個國家級產業創新平臺正式落地深圳，由中國科學院深圳先進技術研究院牽頭。
與此同時，深圳理工大學被教育部批準為新型研究型大學，合成生物學院是首批建設的學院之一。擔任院長的張先恩透露，學院與中科院深圳先進院合成生物學研究所深度融合發展，共建平臺，將打造合成生物學人才培養核心基地。
“中國現在有能力建設一流科研平臺，為一流人才從事一流科研提供支持。加上政策支持、產業和資本介入，我國正逐漸形成合成生物‘多位一體’的發展模式。”張先恩說。
如今，一流成果正在中國涌現，部分已開始轉化、產業化。加之終于問世的“路線圖”，“新李約瑟命題”正向生物制造求解。
本文鏈接：對話深圳理工大學張先恩：世界合成生物學路線圖迎來“中國聲音”http://www.sq15.cn/show-2-7624-0.html
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