高考志願填報正如火如荼進行中,什麼專業是今年的報考熱門?《2022高考志願趨勢報告》顯示,生物醫學工程、航空航天工程、臨床醫學、電子商務是當前搜索量上升最多的專業,其中生物醫學工程上升了31%。而合成生物學更是成為今年大熱的專業話題。
日前,一場主題為#報考合成生物的N種可能#的直播對話在新浪微博展開,華熙生物科技股份有限公司董事長兼總經理趙燕;中國工程院院士、江南大學教授陳堅;山東大學微生物技術國家重點實驗室教授祁慶生;人工智能學者高慶一幾位業界大咖,共同圍繞合成生物的科學發展、產業應用、就業前景等方面展開深入探討。
合成生物是可能產生顛覆性技術的領域
合成生物學究竟是一門什麼樣的學科?目前公眾對於這一學科普遍知之甚少。
中國工程院院士、江南大學教授陳堅在此次直播中,從專業角度給出解讀,他認為:“合成生物學是有目的地對生物體進行設計改造和再合成,進而對生命的調控規律有更深的了解,它可以提升生物體的性能,為人類更好地服務,生產各種有價值的產品。”陳堅院士強調,“合成生物學,是可能產生顛覆性技術的領域”。
山東大學微生物技術國家重點實驗室祁慶生教授則指出,合成生物學是一門新的科學,英文定義稱之為design、construction of new biological parts、device and systems。即從源頭上構建新的生物學體系。科學角度上是指redesign of a natural biological,重新設計一個原有的生命體,使之為我們的社會服務,生產一系列的產品。合成生物學不管是理論上還是應用上都有巨大利益,是一門前沿的學科。
華熙生物董事長趙燕則將合成生物的三大要素歸納為“讀、寫、改”,通過技術把生命體的基因信息進行讀取、記錄,分析每一個基因信息的作用,並根據人類的需要改寫、創造、改變基因的序列,使其為細胞工廠服務。
談及合成生物的作用,陳堅院士認為,合成生物主要有三方面的作用,一是作為基因編輯的工具和方法,可以應對人類遺傳疾病的治療或延緩衰老;二是DNA信息數據的存儲;三是通過細胞工廠生產各種物質來滿足社會的需求,解決傳統生產方式所造成的資源、環境、健康、可持續發展等問題及挑戰。
祁慶生教授則指出,通過合成生物技術進行DNA數字圖像的儲存、用DNA進行計算、包括基因組序列的重新合成、設計等早已成為現實,而生物製造領域的人造肉、合成澱粉、合成有機化學產品等方面的突破,都體現了合成生物在基礎研究及應用領域中巨大的潛力和魅力。
“合成生物是重要的底層支撐技術。”趙燕強調,“未來和我們生命健康息息相關的各種產品,如礦泉水飲料的包裝、功能性護膚品等等,都將通過合成生物技術獲得的生物基材料而生產,進而替代傳統的石化基材料。”在趙燕看來,合成生物是人類應對未來不確定性最確定的科學技術。
合成生物是綠色製造的底層支撐
提及合成生物,總是繞不開“綠色製造”的話題。這一學科的誕生髮展,為低碳環保、可持續發展的人類命題提供了新的解決思路。
對於合成生物在綠色製造中的價值和作用,陳堅院士以人造肉舉例。傳統的肉製品是通過畜禽養殖生產的,畜禽養殖的過程中會產生大量的溫室氣體,同時還要消耗土地使用及水資源。而通過合成生物,用細胞工廠進行生產,能夠大大減少資源消耗、減少對環境的污染。
對此,祁慶生教授表示,“細胞工廠的代謝、運行效率,比人工建造工廠的效率高很多,通過細胞工廠的規模化生物製造,不僅效率高,而且代謝副產物少,溫室氣體排放也減少。”據介紹,目前祁慶生教授也在從事可降解塑料等方面的研究,以及如何對現有石化塑料進行降解,減少污染。“石化塑料一般的降解需要幾百年以上,我們現在也在研究通過一些酶類或者微生物,對瓶裝水的塑料,可以實現較快的降解。”
“綠色製造和傳統製造行業最大的區別,就是能耗降低、排放降低、效率提升。”作為一家生物科技公司,趙燕認為華熙生物是生物技術發展當中的典型受益者。她以華熙生物所生產的“透明質酸”為例,透明質酸最早由雞冠等動物組織提取,上世紀90年代,現今華熙生物首席科學家郭學平博士帶領研發團隊通過微生物發酵法提取透明質酸,如今華熙生物使用微生物發酵法(第二代生物技術),每升提取液可以提取16-17g透明質酸。而通過最新的合成生物技術(第三代生物技術),華熙生物可以做到每升提取液提取73g透明質酸,生產成本可降低400倍,效率大幅提升。
“合成生物是我國重要的戰略發展方向,要想實現碳達峰、碳中和,合成生物是綠色製造的底層支撐。”趙燕如是道,而作為企業而言,華熙生物要做的就是要將科學成果進行產業轉化,讓生物技術真正產生社會效益、經濟效益。