合成生物学研究的工程化平台

合成生物学工程化平台的未来展望

如同 19 世纪快速发展的合成化学一样，合成生物学技术是一项能够创造财富增长新纪元的工程化技术与科学的融合。它对传统工业的冲击力将是革命性的，目前已经成为生命科学的最前沿和战略制高点。合成生物学工程化平台设施的建设，将可能为人类面临的医疗、能源和环境等重大问题提供全新解决方案，从根本上变革人类的生产和生活方式。

工程化平台自身发展方面。2018 年 6 月，来自全球各地 15 家学术机构的代表在伦敦参加了“全球生物铸造厂会议”。与会代表认为，生物铸造厂当前普遍面临着相同的挑战，包括昂贵的基础设施的维护费用和运营人员的费用，缺乏通用的设施软硬件标准和知识产权共享机制，生物元件材料难以跨国共享，潜在用户对自动化设施缺乏了解等。因此，合成生物学工程化平台的未来发展趋势包括：①组成联盟，研发通用的操作系统、自动化协议与标准，推动行业整体发展；②完善法律工具，如跨国、跨机构的材料转移协议、知识产权共享协议等，为实验材料的共享降低成本，避免重复研发；③围绕自动化设施提供云端服务，扩大用户群体，特别是中小企业用户；④加强国际自动化设施之间的协同，如共同承担国际大科学计划的研究任务，相互分担调配任务，与耗材供应商共同协商定价等。

围绕工程化平台的制度创新方面。建议：①明晰工程化平台及其主管机构的定位，应当以重大科技任务攻关和国家大型科技基础设施为主线，通过跨学科、大协作、高强度支持，聚焦国家长远目标和重大需求，开展战略性、前瞻性、基础性、系统性、集成性科技创新，突破世界前沿的重大科学问题，率先掌握能形成先发优势、引领未来发展的颠覆性技术。②必须要有高位势的统一协调和管理机构，保障平台体系的高效运转。③赋予依托机构高度的自主权，政府层面负责管理工程化平台的设立、预算和评估，具体的科研、人事、财务等管理应该给予依托机构充分的自主权，保障其在学术和具体事务管理上的独立性和灵活性。④建立健全科学评价和监督机制，建立包含理事会评价、第三方同行评价、内部学术委员会评价、课题组自我评价等不同层级、不同形式的定期评价机制，以保证科研工作的方向、水平和质量。⑤健全创新链条，新成果的发现、开发和产业化由不同主体各司其职，打通从基础研究到产业转化的路径。⑥充分发挥中国科学院在天津、上海、深圳等地合成生物学领域集团军优势，进一步建立核心集聚与开放协同的创新机制，组织产业前沿引领技术和关键共性技术创新，强化技术扩散与转移转化，形成更加完善的产业创新生态。

未来，随着合成生物学工程化平台的发展成熟，生物设计、制造、测试周期和成本将会被大幅压缩。研究人员有望最终掌握基因线路的设计原理，从而将生物设计、研发、制造过程变成工程设计问题。人们将可以通过对生物的操纵，获取新知识，以及制造新材料、新器件、新系统和新生命。（作者：崔金明，中国科学院深圳先进技术研究院；张炳照，中国科学院深圳先进技术研究院；马迎飞，中国科学院深圳先进技术研究院；傅雄飞，中国科学院深圳先进技术研究院；王猛，中国科学院天津工业生物技术研究所；刘陈立，中国科学院深圳先进技术研究院。《中国科学院院刊》供稿）