繼“DNA雙螺旋發現”和“人類基因組測序計劃”之后，世界正醞釀著第三次生物技術革命，新的革命很可能誕生于一個新興前沿交叉學科——合成生物學。
“這一學科不僅有潛力幫助我們解決人類社會面臨的諸多挑戰，而且能讓我們從‘造物’這一全新的視角，來揭開基礎生命科學的奧秘。”中科院深圳先進技術研究院（以下簡稱先進院）研究員劉陳立說。
12月2日，當合成生物學研究所（籌）正式成立時，劉陳立有了一個新身份——“先進院合成生物學研究所籌建所長”。
作為先進院的第七個研究所，合成生物學研究所已經匯聚了合成生物學前沿力量的國際化團隊，有望成長為屹立東方、影響世界的合成生物學研究機構。
匯聚高端人才打造三大中心
剛剛誕生的“七娃”，源自合成生物學工程研究中心。它肩負著一大使命：打破學科研究的“天花板”，探尋生命創造的基本原理，目標直指“合成生命”。
“合成生命就好比把一輛車的所有零件都拼裝起來，并讓它具備運行功能。”劉陳立說。
承擔這一使命的是一支成立僅3年，平均年齡36歲，卻已經在諸多前沿項目上領跑全國的團隊。生物功能分子合成進化、基因線路設計原理、酵母染色體合成……部分研究已經實現與國際先進水平并跑。
這要得益于頂尖國際人才的匯集。“研究所已經吸引了來自國際合成生物學領域的頂級大牛，以及海內外有志于從事合成生物學的青年科學家。”劉陳立表示，目前，該研究所已經擁有3個由中美院士牽頭的中心和12個由海歸項目負責人牽頭的實驗室。
通過凝練，研究所形成了三大中心——定量合成生物學研究中心、合成生物化學研究中心、合成基因組學研究中心。
定量合成生物學研究中心由劉陳立為主任，將利用數理建模方法與先進工程技術對合成生命體系進行定量設計合成與分析，以提高對合成生物的理性設計與可預測能力，揭示生命的本質。合成生物化學研究中心由美國工程院院士杰·基斯林（Jay D. Keasling）出任主任，旨在改造工業微生物體。合成基因組學研究中心由美國科學院院士杰夫•布卡（Jef Boeke）擔任名譽主任兼科技委員會主席，將推動“國際基因組編寫計劃”在中國的落地。
“預測未來，不如創造未來，我們希望年輕的團隊能夠發揮‘敢為天下先’的精神，在科學的征途上不斷前行。”先進院院長樊建平說。
牽頭中國人類基因組編寫計劃
2016年6月2日，國際科學家宣布將籌資1億美元啟動“人類基因組編寫計劃”，目標包括在10年內合成一條完整的人類基因組，把合成大型基因組的成本降低為現在的千分之一。
如果說1990年至2003年開展的“人類基因組計劃”聚焦基因測序，讓科學家能夠“閱讀”基因組，那么“人類基因組編寫計劃”則是聚焦基因構建，讓科學家能夠“編寫”基因組。
“今天，雖然基因組測序技術仍在以極快的速度發展，但構建基因的能力仍基本局限于少量短的片段，限制了對生命的了解。”布卡說。
目前，我國科研人員在作為“人類基因組編寫計劃”的基礎性計劃——Sc2.0計劃中表現突出，世界已合成的6條釀酒酵母人工染色體中，中國科研人員完成了其中四條。
12月2日，在合成生物學研究所成立的同時，“國際基因組編寫計劃·中國”項目正式啟動。“這意味著我國正在從合成生物學國際合作研究的跟隨者逐步轉變為主導者，在合成生物學領域承擔越來越重要的國際角色。”劉陳立說。
先進院合成生物學研究所籌建副所長、合成基因組學研究中心主任戴俊彪表示，計劃啟動之后，科研人員將會正式啟動Sc3.0項目，對釀酒酵母基因組進行深度設計重編，在解析基因組功能的同時，全面提升釀酒酵母的工業適應性。
“全基因組設計需要非常嚴苛的條件，我非常期待先進院合成生物學研究所的新老成員將為此做出的貢獻。”布卡說。
打造生命工程的加速器
生物學研究常被戲稱為“勞動密集型工作”，因為不斷重復的實驗、海量的分析數據非常浪費人力和時間是生物學研究中“不必要的必需”。同樣，“合成生命體”也需要大量循環研發。
提高效率是全世界生命科學家的期望。“合成生物大設施是工程化試錯性實驗必需的核心平臺。”劉陳立說。
數據顯示，杜邦公司花了15年時間人工研發1,3-丙二醇，每年需要575人；而阿米瑞斯公司利用全自動化研究精油分子時，只用了1.5年的研發時長，每年利用了10個人的研發工作量。
十數倍的效率提升，讓全球生命科學家看到了光明的前景。目前，多個發達國家已著手布局合成生命體設施。在我國，探索預研合成生物學研究設施建設，被列入《國家重大科技基礎設施建設中長期規劃（2012—2030年）》的總體部署。
如今，深圳即將建設世界一流的合成生物重大科技基礎設施，并建設合成生物學國際創新研究院，促進合成生物顛覆性技術的創新與工程化應用，服務于我國經濟社會的可持續發展。先進院合成生物學研究所也將從中起到關鍵性作用。
“它不僅會降低生物產業進入門檻，吸引多學科領域人才，而且會催生全新的產業鏈，實現高端自動化生物儀器制造的國產化。”劉陳立表示，大設施建成后，將成為生物技術與信息技術有機融合、科技與產業有機融合的具有國際水準和引領作用的生命科學研發中心、生物產業創新中心，將為我國建成世界科技創新強國做出突出貢獻。
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