代國輝
合成生物學(xué)對許多人而言是陌生的,但它卻向外界描繪了一幅恢宏的畫面,意在替代現(xiàn)已成熟且規(guī)模巨大的化工產(chǎn)業(yè),用生物的方式制造物質(zhì),惹得各界人士押注其中。
合成生物學(xué)究竟有何力量?現(xiàn)階段發(fā)展得如何?為我們描繪了什么樣的未來場景?近日,南都·琶洲π專訪成立在廣州海珠區(qū)的少和生物創(chuàng)始人兼CEO魏韜。
他從一名生物學(xué)科尖子生和愛好者一路走來,進入合成生物學(xué)領(lǐng)域,現(xiàn)創(chuàng)辦了自己的公司,希望將實驗室的科研成果運用到產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)中,還希望建設(shè)一個屬于廣州地方的科技成果轉(zhuǎn)化平臺,加快合成生物學(xué)從實驗室走向市場。
什么是合成生物學(xué)?合成生物學(xué)利用基因編輯等手段,借用“細胞工廠”,通過工程學(xué)、計算機科學(xué)等手段,實現(xiàn)物質(zhì)的定向生產(chǎn)。在這一領(lǐng)域,物質(zhì)的生產(chǎn)是在細胞內(nèi)完成,與化學(xué)合成、物理制造等造物方式全然不同。
其生產(chǎn)方式的顛覆性讓這一行業(yè)體現(xiàn)出巨大產(chǎn)業(yè)潛力。據(jù)第三方咨詢公司麥肯錫的數(shù)據(jù),預(yù)計到 2025 年,全球合成生物學(xué)與生物制造的經(jīng)濟影響將達到 1000 億美元,未來全球 60% 的物質(zhì)生產(chǎn)可通過生物制造方式實現(xiàn)。
合成生物學(xué)已經(jīng)成為大國科技競爭的主要賽道之一。國家發(fā)展改革委印發(fā)的《“十四五”生物經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃》提出:發(fā)展合成生物學(xué)技術(shù),探索研發(fā)“人造蛋白”等新型食品,實現(xiàn)食品工業(yè)迭代升級,降低傳統(tǒng)養(yǎng)殖業(yè)帶來的環(huán)境資源壓力。
“近年來,無論是政府還是市場,高校還是企業(yè),都對合成生物學(xué)十分關(guān)注。合成生物學(xué)迎來爆發(fā)性的發(fā)展?!本科湓?,魏韜介紹,主要是兩個方面的技術(shù)突破性發(fā)展所導(dǎo)致的。
一個是人工智能?!昂铣缮飳W(xué)領(lǐng)域中的基因測序產(chǎn)生大量數(shù)據(jù),人工智能技術(shù)可以很方便地處理這些數(shù)據(jù)。”魏韜表示,簡言之“我們開始讀懂大自然是怎么回事了?!?/p>
另一個則是基因編輯技術(shù)。“基因編輯技術(shù)大大提高了人類對生物體基因改造的效率。以益生菌為例,10年前我們要對基因進行改造是十分困難的,但現(xiàn)在一個項目可以改造20至50個基因,這個范圍和尺度比之前大得多?!?/p>
“當(dāng)技術(shù)成熟之后,我們就能夠思考一個樸素的問題:合成生物學(xué)如何滿足我們生活所需。” 魏韜舉例道,例如我們吃的食物口感能否更好,具有美白和抗衰老的成分能否變得更便宜一點?!靶芄栈衔锞哂锌寡趸兔腊椎墓π?,經(jīng)常用于護膚品中。天然的熊果苷化合物很昂貴,但是通過合成生物學(xué)制造而得后,它變得很便宜,越來越多的人能夠以實惠的價格享受到它?!?/p>
魏韜認(rèn)為,讓原先來自自然界的成分從高昂的價格跌到平民價,用科技使其變得更普惠,這是合成生物學(xué)所能夠做到的?!耙舱虼耍鐣鹘缍紝铣缮飳W(xué)興趣很大?!?h3>合成生物學(xué)描繪未來新景象
合成生物學(xué)具體能做什么?現(xiàn)在又發(fā)展得如何?魏韜描述了一些具體的場景。
“電影《侏羅紀(jì)公園》講的是科學(xué)家通過技術(shù)復(fù)活了恐龍。實際上,以我們現(xiàn)在的技術(shù)復(fù)活恐龍應(yīng)該是做不到了,但是復(fù)活猛犸象、劍齒虎卻是有可能的?!蔽喉w解釋道,一般我們認(rèn)為DNA的保存時間為一百萬年。猛犸象和劍齒虎距離我們現(xiàn)在的年代并不遠,它們的基因還較完整地保存在一些凍土高原中,基因組DNA碎裂得不算嚴(yán)重,合成生物學(xué)有可能使其復(fù)活,現(xiàn)在也有科學(xué)家在做嘗試。
“另外一個預(yù)計不久的將來能夠?qū)崿F(xiàn)的是讓豬或牛生長人類不會免疫排斥的器官?!蔽喉w表示,那個時候,我們只需要養(yǎng)一些豬和牛,就能夠順利進行器官移植,將不會再有器官買賣這樣違法的行為發(fā)生。
魏韜還舉了一個距離我們十分近的例子,即:核酸檢測。“大家能夠明顯感受到的是,核酸檢測的價格一直在降低,這其中除了有混檢這一方式外,合成生物學(xué)也發(fā)揮了大作用?!?魏韜介紹道,核酸檢測需要用到一種酶,但這種酶前期依賴進口,后來在合成生物學(xué)技術(shù)的改進優(yōu)化下,我們實現(xiàn)了國產(chǎn)替代,這才大幅降低了核酸檢測價格。
合成生物學(xué)的技術(shù)能力讓人們看到了造物的新方式,也引起了部分人的擔(dān)憂,包括不正當(dāng)?shù)氖褂脤?dǎo)致人類基因池的污染,以及造成生而不公的情況。對合成生物學(xué)技術(shù)能力有深刻感受的魏韜也對此表現(xiàn)出了警惕。為此,他兩度向有關(guān)部門建言,希望加強對技術(shù)的監(jiān)管。
“技術(shù)是中性的。例如核技術(shù),既能做成大規(guī)模的殺傷性武器,也能解決能源問題?!?魏韜的建言方向是希望合成生物學(xué)的使用方向落到人類的正面需求上?!昂铣缮飳W(xué)能夠帶來很多的有利影響,我們不能因為它的陰暗面,而舍棄了光明的一面。加強過程中的監(jiān)管十分重要?!?h3>從感興趣的學(xué)科尖子生到科研再到創(chuàng)業(yè)
魏韜是廣州本地人,對生物的興趣起源于小學(xué)時期。在《動物世界》電視欄耳濡目染中,以及在本地動物園、植物園的游覽中,魏韜對生物產(chǎn)生了濃厚的興趣。
在高中時期,他選擇了生物這門課程作為“X”科目參加高考,這也是他成績名列前茅的科目。2007年,他順利考進中山大學(xué),就讀生物技術(shù)專業(yè)。工業(yè)微生物是他本科畢業(yè)論文的研究方向。
2011年,他選擇了碩博連讀,在現(xiàn)中山大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師劉建忠的帶領(lǐng)下,開始接觸合成生物學(xué)?!拔业漠厴I(yè)論文研究方向就是代謝工程與合成生物學(xué)?!?/p>
魏韜坦言,在他攻讀博士學(xué)位期間,基因編輯技術(shù)并沒有出現(xiàn)質(zhì)的突破,反而是在他畢業(yè)那年有了質(zhì)的突破,新技術(shù)爆發(fā)性地增長。“這讓我在攻讀博士學(xué)位期間的一些項目執(zhí)行起來很有難度,也對我提出了要不斷接觸新技術(shù)的要求?!?blockquote>
合成生物學(xué)能夠帶來很多的有利影響,我們不能因為它的陰暗面,而舍棄了光明的一 面。加強過程中的監(jiān)管十分重要。
2021年7月,在一次聚會上,魏韜認(rèn)識了現(xiàn)在公司的首席醫(yī)學(xué)官郝虎。在魏韜介紹完自己在合成生物學(xué)領(lǐng)域所從事的微生物代謝工程、合成生物學(xué)及發(fā)酵工程等領(lǐng)域的基礎(chǔ)與應(yīng)用研究后,兩人一見如故,一拍即合,希望結(jié)合各自所長,做些新的嘗試,造福更多病人。
郝虎在臨床工作,主要工作內(nèi)容是發(fā)現(xiàn)病人的遺傳代謝病,并通過現(xiàn)有方式進行治療。“即使他們已經(jīng)是世界領(lǐng)先的醫(yī)療水平,但是依然沒有擺脫‘頭疼醫(yī)頭腳疼醫(yī)腳的局面。而我所研究的益生菌代謝網(wǎng)絡(luò)的改造可以實現(xiàn)病人使用益生菌后降解掉體內(nèi)的代謝物的效果。”
兩人反復(fù)溝通,于2021年11月成立了少和生物。作為一個剛成立兩年的公司,少和生物的業(yè)務(wù)分成了兩大板塊。一個偏向計算生物學(xué),主要結(jié)合臨床上的基因病做計算分析,屬于科研服務(wù)范疇。另一個是合成生物學(xué)方向的產(chǎn)品生產(chǎn)。該產(chǎn)品預(yù)計將在不久的將來面向市場銷售。
合成生物學(xué)的“雄心壯志”意在替代現(xiàn)已規(guī)模巨大且成熟的化工行業(yè)?!盎どa(chǎn)的產(chǎn)品早已走進尋常百姓家,但其污染性是無法忽視的?!蔽喉w表示,合成生物學(xué)是綠色的生產(chǎn)方式,可以避免污染問題,這是21世紀(jì)的重大技術(shù)。
記者梳理發(fā)現(xiàn),國內(nèi)31個省(自治區(qū)、直轄市)中(不含港澳臺),有18個?。ㄊ校ⅰ昂铣缮铩睂戇M“十四五”相關(guān)規(guī)劃中?!稄V州市科技創(chuàng)新“十四五”規(guī)劃》明確提出發(fā)展合成生物學(xué)等領(lǐng)域科學(xué)問題分析,力爭搶占基礎(chǔ)前沿科學(xué)研究制高點;還提出積極部署針對合成生物威脅因子的相關(guān)偵測技術(shù)。
在魏韜看來,廣州的高校資源優(yōu)勢明顯是其他城市無可替代的。“產(chǎn)業(yè)可以轉(zhuǎn)移,但高校教師的轉(zhuǎn)移很難得?!币灿纱?,面向合成生物學(xué)從實驗室走向市場的關(guān)鍵窗口期,魏韜認(rèn)為廣州需要一個科研成果轉(zhuǎn)化平臺,拉通行業(yè)各個環(huán)節(jié)的信息需求,讓科研成果找到市場,讓市場反哺科研。
魏韜透露,他正在謀劃打造這一平臺,屆時廣州將極大程度彌補與其他城市的差距,將自身優(yōu)勢充分發(fā)揮出來。
據(jù)了解,在合成生物學(xué)領(lǐng)域,廣州在科研和產(chǎn)業(yè)應(yīng)用方面稍顯不足。深圳擁有深圳合成生物學(xué)創(chuàng)新研究院,重點開展合成生物學(xué)基本原理、共性方法和醫(yī)學(xué)轉(zhuǎn)化應(yīng)用研究,聚集了一批專注合成生物學(xué)的科學(xué)家團隊。山東濟南市擁有微生物技術(shù)國家重點實驗室,微生物生物催化與生物合成技術(shù)是實驗室三大科研方向之一。上海早在2008年就成立了我國第一個合成生物學(xué)實驗室。
記者注意到,少和生物所在的海珠區(qū)在今年區(qū)一級高質(zhì)量發(fā)展大會上,首次特別提到發(fā)展合成生物學(xué)。