科技日报记者 罗云鹏 通讯员 朱诗颖
7月27日，中国科学院深圳先进技术研究院（以下简称深圳先进院）披露，该院研究员刘陈立与中国科学院院士、中国科学院分子植物科学卓越创新中心赵国屏提出“定量合成生物学”新范式，该文章近日发表在《自然综述：生物工程》上。
“定量合成生物学”新范式强调建立可定量预测生物系统的数理模型或AI模型，以推动合成生物学从“反复试错”迈向精准预测，提高生物系统理性设计能力，加速生物制造与生物经济发展。
据悉，所谓“理性设计”即基于“预测”的设计。论文第一作者、深圳先进院副研究员罗楠介绍，当把生物分子、基因、线路组合为合成生物系统时，如能对其行为进行精确预测，便可预知如何构建系统以获得预期的功能，从而避免反复试错。
对此，我国科学家总结出“定量合成生物学”三种“理性设计”范式：即基于原理的设计、“自下而上”的设计和人工智能辅助的设计。
三种“理性设计”范式。研究团队供图
“这三种设计范式都强调与定量分析方法的紧密结合，利用数理逻辑与定量关系对生物系统作出定量预测，为合成生物系统的‘理性设计’提供依据。”罗楠介绍。
《“十四五”生物经济发展规划》中明确，将生物制造作为生物经济战略性新兴产业发展方向。预计到2035年，合成生物学赋能应用将占全球制造业产出的1/3以上，价值近30万亿美元。
“合成生物学产业虽然展现出巨大发展潜力，吸引了资本的关注，但整体发展还处在一个早期阶段。提升‘理性设计’能力是当务之急，也是国际共识。”罗楠说。
刘陈立表示，发展定量合成生物学，将推动合成生物学从定性、描述性、局部性的研究，向定量、理论化和系统化变革，从而使合成生物学不再仅仅作为一门工程技术性的学科，而是成为推动基础生物科学的重要力量。
责任编辑：李梦一
