8月28日,由清华大学合成与系统生物学中心、工业和信息化部新闻宣传中心、合肥市人民政府共同主办的2024中国生物制造大会在合肥开幕。
会上,中国科学院院士、上海交通大学教授邓子新围绕合成生物科技的应用场景与科创实践发表演讲。
中国科学院院士、上海交通大学教授
邓子新
邓子新指出了当前合成生物科技发展面临的主要挑战。
一是新结构化合物发现越来越难,更新换代步入困境,传统筛选难以为继;
二是天然抗生素产生菌大多是多种复杂成分组成的混合体;
三是植物源药资源匮乏;
四是部分产生菌生长慢、发酵周期长,资源浪费严重;
五是化学合成过程存在成本高、效率低、环保性不足等潜在弊端;
六是大量化药或中间体受到时效、过程、成本、毒性或环境问题困扰;
七是噬菌体污染问题,在工业发酵过程中易造成严重的经济损失;
八是理论创新及产业应用不足,核心专利和底层技术相对薄弱。
邓子新介绍了其研究团队在合成生物科技方面的科创实践。
一是代谢工程:基因增减可以引起药物构效变化。
二是组合生物合成:能使新药设计如摆拼图,推进候选化合物批量产生。
三是基因结构域定点诱变:可以产生主要药物活性组分。
四是药物生物合成基因簇异源组装:可以产生有效纯组分。
五是同类药物共性平行途径基因重组:可基于老药产生优良新品。
六是天然药物创新:他提出现阶段天然药物创新仅是微生物代谢潜能释放的“冰山一角”,大量隐性基因簇“暗物质”正被激活或唤醒。
邓子新认为,合成生物学与机械土木工程有异曲同工之妙。未来,可以充分应用基因、蛋白、调控原件、细胞底盘等基因蛋白进行宏观构成,变以往的被动筛选为主动创新,由找菌种到找基因,由自然菌种到人工设计产生菌。
他提出,生物学家和工程师将联合起来对生物体进行重新布线和编程,高效、经济、环保地生产更廉价的药物、食品和健康产品,为汽车提供绿色能源,为治疗癌症和遗传病等重大医学难题提供新手段,最终从多方面改变人民生活。
编辑:黄潇 张琪(实习)