中國網/中國發展門戶網訊 分解生物學（synthetic biology）以生物科學為基礎，會聚化學、物理、信息等學科，并借助工程學道理，設計改革自然生物體系，或分解新的生物體系，為性命科學供給新的研討范式（造物致知）。其能促進生物技術迭代晉陞和生物制造變革發展（造物致用），是以又被稱為工程生物學（engineering biology）、新興生物技術（emerging biotechnology），其賦能應用觸及生物醫藥、生物化工、節能減排、生物動力、生物農業、食物保健、環境管理、生物資料、生物電子與生物信息工程等。

鑒于分解生物學的科學意義和應用價值，重要發達經濟體紛紛將其列進國家戰略。中國學者近期發布的《分解生物學路線圖2030》和《分解生物學發展戰略2035》從分歧角度論述了分解生物學的內涵、學科框架、發展目標、技術路徑、應用遠景、管理原則和戰略安排思緒。american《國家生物技術與生物制造宏圖》明確其目標的實現將依附“分解生物學與人工智能的衝破”。麥肯錫2020年報告預測，未來10—20年，全球生物經濟規模將達2萬—4萬億美元，此中生物改革（modifying biology）的貢獻率隨時間推移將達30%—70%。

從“973”計劃和“863”計劃後期布局，到“十三五”和“十四五”重點專項的系統性支撐，使中國分解生物學研討進進世界包養第一方陣。在中國分解生物學創新版圖上，深圳是一顆新星，她以其一貫的改造發展與創新驅動風格，顯現蓬勃生機，與上海、天津、北京等先行城市配合構成各具特點的分解生物學重鎮。

本文將國家各部委、中國科學院、廣東省和深圳市等關于深圳市分解生物學發展的舉措歸納綜合為“十年夜辦法組合拳”，協力打造了從原創性研討到產業發展的高低游協同全過程創重生態鏈，摸索了分解生物學發展的“深圳形式”。筆者自己有幸成為此中一位見證者。

新型科研機構與創新基地

辦法之一：中國科學院深圳先進技術研討院分解生物學研討所——深圳創新膏壤中的一粒種子

2014年，中國科學院深圳先進技術研討院（以下簡稱“深圳先進院”）組建了分解生物學工程研討中間。這是一粒優良的種子，在深圳這片創新膏壤上敏捷生根發芽并茁壯成長。3年后，該中間發展成為深圳先進院的第七個研討所——分解生物學研討所（以下簡稱“分解生物所”），時任中國科學院院長白春禮、廣東省科技廳廳長王瑞軍和深圳市副市長艾學峰等一行為之揭牌。這是一個成建制的分解生物學研討機構，標的目的定位在分解生物學與性命安康，與中國科學院在上海和天津的相關機構差異化布局。分解生物地點其狹窄過道的墻上寫著著極具深圳特點的建所立言——“與其等待未來，不如本身創造”。在中國科學院及深圳先進院和深圳市當局等多方支撐下，分解生物所凝集了一批高素質青年學者，年夜多來自“常青藤”學校等世界名校和科研機構，他們組建了分解生物進化、分解基因組學、分解生物化學、分解微生物組學、分解免疫學、資料分解生物學、細胞與基因線路設計等多個研討中間。今朝，分解生物所已經發展成為深圳先進院的一個年夜規模研討所，達1200余人（含研討生），研討組長（PI）均勻年齡39歲。這批年輕學者不斷探向無人區，承擔了系列嚴重任務，包含深圳市分解生物研討嚴重科技基礎設施、深圳分解生物學創新研討院、中國科學院定量分解生物學重點實驗室、國家生物制造產業創新中間、分解生物“樓上創新、樓下創業”形式摸索等。在科研方面也產出了系列主要結果，此中，2023年發表《細胞》（Cell）、《天然》（Nature）和《科學》（Science）期刊及其子刊論文42篇。“二氧化碳變‘糧’、‘油’”和“人體免疫系統發育圖譜繪制”兩項結果相繼進選2022年和2023年國內十年夜科技新聞。多項原創性結果被投資人看好，進進初創企業階段。短短數年，年輕的分解生物所提交了一張靚麗的成績單。

辦法之二：部-市聯動支撐分解生物學研討——國家重點研發計劃治理的新形式摸索

為加強分解生物學的基礎研討，經科學技術部、深圳市國民當局雙方協商，“十三五”期間，深圳市當局出資5億元，加強國家重點研發計劃分解生物學重點專項的研討，這一辦法在“十四五”時期繼續實施。該舉措被稱為“部-市聯動”機制，其積極意義有3個方面：鼓勵和調動了處所當局投資支撐基礎研討，能實實在在增添基礎研討投進，有必定示范效應；考慮了深圳分解生物研討特點和產業發展需求，允許深圳按專項實施計劃總體請求提出深圳更急需的指南邊向；鼓勵全國科學家參與，甚至領銜組織深圳方面提出的研討需求，從而加強了跨區域一起配合。從“十三五”實施的情況來看，這種舉措獲得明顯後果。

辦法之三：深圳分解生物學創新研討院——新型科研機構的范式

深圳高新技術產業是全國的一面旗幟，隨著全球科技競爭不斷向基礎研討前移，2018年末，深圳發布了《深圳市關于加強基礎科學研討的實施辦法》（深府規〔2018〕25號，以下簡稱“實施辦法”），2019年1月1日起實施。此中提出實施“科技設施強基工程”，包含“規劃建設嚴重科技基礎設施集群”和“推進基礎研討機構建設”，分解生物學創新研討院（以下簡稱“分解院”）即是此中的基礎研討機構之一。研討院于2019年5月20日揭牌，是由深圳市國民當局投資支撐，依托深圳先進院牽頭建設的不符合法令人專業科研機構。與嚴重科技基礎設施一樣，分解院主體建設機構是深圳先進院分解生物所，共建單位是深圳市第二國民醫院（以下簡稱“深圳二院”）和華年夜性命科學研討院（以下簡稱“華年夜”）。深圳二院在國內率先承擔了國家“973”計劃醫學分解生物學項目，并在膀胱癌診療研討中獲得凸起進展；華年夜則在基因組序列剖析、分解與組裝方面經驗非常豐富。

分解院秉承分解生物學“造物致知，造物致用”的理念，一方面聚焦人工性命體系的懂得，開展分解生物學基礎道理、個性方式研討；包養網價錢另一方面著重加強分解生物學醫學轉化應用研討。除了對優勢團隊供給相對穩定的支撐外，還通過設立開放課題、人才交通等方法促進深港地區的科研一起配合和學術交通。同時，與嚴重科技基礎設施“二位一體”同步建設，推動國內外分解生物學研討的深層次、寬領域、全方位的國際一起配合，盡力在深圳催生“分解生物產業”與“自動高端生物儀器國產化”兩條全新的產業鏈。

分解院作為一個新型研討機構，有較好的保證性支撐，全員聘請，公道評估。數年來，在國家部委、中國科學院和深圳市各級當局的支撐下，研討院已初步建成“五位一體”、多主體一起配合、多要素聯動的綜合創重生態形式。深圳先進院創始院長樊建平表現，“分解院的建成為分解生物科研與產業化注進新的活氣，并將為深圳的科技產業創新建設、創新驅動發展作出更年夜的貢獻”。

辦法之四：定量分解生物學重點實驗室——理論摸索的前沿陣地

復雜性命系統的感性設計充滿挑戰，分解生物學的發展需求對性命效能跨層次道理進行定量解析。2017年，分解生物所組建定量分解生物學研討中間，并于2年后獲批組建中國科學院定量工程生物學重點實驗室。2021年，在“定量分解生物學”噴鼻山科學會議（第S64次）上，專家們認為，性命體系從生物年夜分子、生物分包養子機器、亞細胞結構、細胞、組織器官、個體等各個層次過渡態上發生生物學效能“涌現”的定量規律，是我們探討樹立分解生物學理論構架的焦點。整合定量生物學、系統生物學、分解生物學、機器學習與人工智能，發展定量分解生物學將無望解決復雜性命系統的感性設計難題。

依照全國重點實驗室重組任務設定，在中國科學院支撐下，深圳先進院分解生物所以定量分解生物學為主攻標的目的，在原中國科學院定量工程生物學重點實驗室的基礎上組建了定量分解生物學重點實驗室。該實驗室按“定量解析、分解重構”的研討思緒，聚焦復雜生物系統構成過程的基礎道理、分解生物系統的感性設計道理等主要科學問題開展任務。實驗室牽頭承擔中國科學院戰略性先導科技專項（B類）“人工分解單細胞”任務，挑戰人工分解細胞、摸索細胞來源這個性命科學終極命題之一。通過研討效能“涌現”道理，樹立定量分解生物學理論（造物致知），從而更好地指導細胞等復雜性命體系的設計，為效能定制化服務，實現高效力“造物致用”。

單細胞的人工分解這平生命科學的嚴重命題長期以來遭到科學界關注。2024年4月，深圳先進院分解生物所牽頭聯合japan(日本)、韓國、新加坡等6個國家25家高校及科研機構，發起了“分解細胞-亞洲”一起配合計劃（SynCell Asia）；并正在積極推動發起“分解細胞-全球”一起配合計劃（SynCell Global），在當前復雜多變的國際形勢下，為繼續深化國際一起配合和學術交通進行了積極的摸索。

辦法之五：分解生物研討嚴重科技基礎設施——分解生物學之重器

分解生物學的要素是根據需求對性命體系進行設計。鑒于性命體系的極端復雜性，依據現代性命科學知識和技術還難以做到“感性設計”。學者們提出“設計—構建—測試—學習”（DBTL）形式，解讀為高通量試錯系統，也稱為“生物鑄造廠”（biofoundry），由計算機、自動化設施、細胞和基因操縱系統、檢測剖析系統和數據剖析處理系統組成。通過高通量多輪DBTL循環迭代，不斷迫近工程目標。

2016年末，幾位學者向時任深圳市市長許勤致信，建議在深圳建設分解生物研討嚴重科技基礎設施（以下簡稱“年夜設施”），重要來由是：年夜設施對分解生物學研討至關主要，深圳適合布局新興穿插學科；深圳信息技術和制造技術實力雄厚，性命科學發展也很快，有建設該年夜設施的才能；這類設施已經在國家相關部門的考慮中，以深圳的速率，可以先行先試，積累經驗；年夜設施在深圳建成后，將通過開放共享，為全社會分解生物學研發作出貢獻。2017年2月，深圳市即啟動年夜設施論證任務。經過3年多的設計、規劃、論證，2020年獲得正式同意建設，設備投資總概算為7億多元（不含基建），建筑面積3萬多平方米，位于深圳市光亮科學城啟動區，深圳先進院為建設牽頭單位，華年夜和深圳二院參與共建。今朝，年夜設施已經基礎建成并進進調試階段。它是一個針對人工性命體智能化設計及自動化鑄造的基礎年夜平臺，用于生物元器件、復雜細胞網絡、人工細胞等多維度生物體系的分解、組裝、植進、激活與測試。它還將打造一個用戶的“云端實驗室”和運營者的“智能實驗室”二位一體的分解生物研討平臺，對學術界和產業界開放。年夜設施有40個效能島，可以獨立運行或串、并聯運行。它是我國首個將軟件把持、硬件集成和分解生物學應用進行系統整合的年夜型分解生物研討基礎設施，也是今朝全球最年夜的“生物鑄造廠”。

分解生物學年夜設施是典範的IT（信息）、BT（生物）結合形式，其效力可用一組數據說明：american伊利諾伊年夜學噴鼻檳分校的分解生物設施天天可建造多達1000個特定序列卵白，每個造價不到3美元，本錢僅為人工制造的3‰；英國愛丁堡分解生物設施每周可處理2 000多個DNA組裝反應，產量是人任務業的20倍。在此佈景下，國際分解生物設施聯盟（Global Biofoundry Alliance，GBA）于2019年應運而生，深圳先進院作為發起單位之一。GBA匯聚了全球頂尖的分解生物設施機構，努力于設施間的協作溝通和經驗交通及人員培訓，配合應對技術難題，制訂統一標準，為年夜設施的全球一起配合、人類攜手解決科學難題供給一種積極的范式，是全球分解生物學發展中的主要里程碑。

結果轉化載體與產業落地

辦法之六：深圳市八年夜未來產業及科技嚴重專項——加快分解生物學產業化的重拳

在深圳市科技創新“十四五”規劃中，列出20個戰略性新興產業集群和分解生物等8項未來產業。2022年6月，深圳市又發布了《深圳市國民當局關于發展壯年夜戰略性新興產業集群和培養發展未來產業的意見》，被稱為“20+8”產業集群2.0版，解讀為“‘戰新’已興，‘未來’已來”，即戰略性新興產業已經興起，未來產業也已經出現。

包養

為落實上述規劃，深圳市科技創新局在科技嚴重專項中設立了分解生物學板塊，每年1億元，采取“揭榜掛帥”方法，重點資助分解生物產業焦點競爭力、焦點技術、儀器和嚴重裝備。專項鼓勵企業聯合科研單位和高校聯合申報，支撐強度為200萬—1 000萬，實施周期為2—5年；采用公開競爭和中期評估式、賽馬式、里程碑式等考察方法；此中年夜部門為深圳市當局與光亮區當局聯合支撐（“市-區聯動”項目）。2024年項目指南可以歸納為3年夜板塊：使能技術——如基因編輯技術、底盤細胞技術、DNA打印技術、儀器剖析技術、自動化與智能細胞培養等；醫藥產品——如活性多肽、噬菌體藥物、核酸藥物、寡糖藥物、細胞藥物、微生態制劑、細胞療法、疾病檢測、類器官等；生物農業——如養殖技術、貝類育種、植物自然產物、陸地藻類效能油脂、水稻性狀改進、高密度農業育種。其他還有城市有機渣滓生物轉化、二氧化碳綠色轉化等。

辦法之七：“樓上創新、樓下創業”綜合體——構建分解生物創新創業生態鏈的摸索

光亮區是深圳市設立的一個效能新區，是一個生態型高新技術產業新城，2023年光亮區戰略性新興產業增添值占地區生產總值比重57.8%。此中，綠色低碳產業和生物醫藥產業增添值分別增長50.6%和14.4%，高于其他行業。深圳市光亮科學城啟動之時，光亮區當局即調撥了一棟8層樓宇，在深圳市發展和改造委員會支撐下成立深圳首個產業創新中間——深圳市工程生物產業創新中間（以下簡稱“創新中間”）。就是在這棟樓上，分解生物所摸索了“樓上創新、樓下創業”綜合體形式。年夜樓里有兩種人，“穿白年夜褂”的科學家和“穿西裝”的企業家。科學家在“樓上”開展原始創新活動，進行焦點技術攻關；“樓下”是產業孵化空間，為初創企業供給拎包進住的共享實驗平臺及智庫支撐。科學家和企業家在統一棟樓的電梯間、輕食間、健身房里就可以交通思惟、碰撞火花，既有用解決了初創企業缺少設施和技術平臺瓶頸，又極年夜縮短了原始創新到產業轉化的周期。通過“樓上”與“樓下”的緊密鏈接，構成“科研—轉化—產業”的全鏈條企業培養經驗，加快結果孵化。分解生物所資料分解生物學研討中間主任鐘超研討員率領實驗室首批遷進“樓上”，并在樓下創立了柏垠生物公司，成為分解生物資料賽道值得關注的初創企業。今朝，創新中間已組織10多批次企業遴選，勝利匯聚50多家分解生物初創公司。與許多處所的科技產業孵化器比擬，這棟樓宇的規模顯然太小，但它創造的形式對于進步結果轉化率具有非常積極的意義。2021年，這一經驗被國家發展和改造委員會寫進在全國推廣的47條“深圳經驗”。

“樓上創新、樓下創業”綜合體形式猶如一支火種，敏捷點燃深圳分解生物產業。深圳市光亮區出臺全國首個分解生物產業專項政策，連續4屆主辦了分解生物產業年夜會，打造了以分解生物學為特點的專業產業園區，已開園的一期、二期建筑面積共計20余萬平方米。深圳市新成立的分解生物企業約80%落戶在光亮區，現已集聚分解生物企業100余家，總估值約300億元。此外，深圳先后組建了專注于分解生物產業的天使基金和產業引導基金，都注冊在光亮區。同時，光亮區與軟銀中國、松禾資本等國內10余家投融資機構樹立聯動機制，配合開展分解生物企業的投資培養任務。推動中國銀行、杭州銀行、興業銀行等金融機構發布“分解生物貸”，初創分解生物企業授信額度從100萬元晉陞至1 000萬元，累計貸款額度超億元。由此，一個深度融會“基礎研討+技術攻關+結果產業化+科技金融+人才支撐”的分解生物產業全過程創重生態鏈已慢慢構成，正朝著打造具有行業影響力的分解生物產業窪地標的目的邁進。

辦法之八：國家生物制造產業創新中間——六年夜中試轉化平臺補齊產業轉化最后一塊拼圖

但是，包含分解生物產業在內的未來產業，廣泛面臨的一個痛點是缺少小試、中式轉化平臺，這是一個瓶頸環節。

2023年7月，國家發展和改造委員會批復批準深圳先進院牽頭組建國家生物制造產業創新中間（以下簡稱“國創中間”）。國創中間聯合國家開發投資集團無限公司、招商局投資發展無限公司、深業集團無限公司、深圳市光亮科學城產業發展集團無限公司、華熙生物科技股份無限公司、深圳市朗坤環境集團股份無限公司、廣東省廣新創新研討院無限公司、安徽華恒生物科技股份無限公司等產業鏈高低游優勢單位一起配合共建。國創中間建設地點位于深圳市光亮科學城分解生物產業園內，于2024年7月正式啟動建設，將建設生產工藝高通量開發、跨標準生物多模態驗證、年夜規模載體制備與質控、生物信息計算支撐、中試縮小及藥品生產質量治理規范（GMP）、自動化生物制造等六年夜平臺，承擔分解生物學及生物制造的概念驗證、中試縮小和價值縮小的任務，歸納綜合起來就是為“從1到10”供給先進的平臺。

國創中間由國立科研機構聯動央企、國企和龍頭平易近營企業配合打造，并將與同處于光亮科學城的分解生物研討年夜設施、深圳市工程生物產業創新中間、深圳分解生物學研討院和深圳理工年夜學分解生物學院等科教、產教平臺聯動，實現從原創衝破到產業發展的高低游協同，加快構成分解生物制造產業全過程創重生態鏈，支撐打造生物制造產業創新窪地。

教導與創新人才培養

辦法之九：深圳理工年夜學分解生物學院——后備人才基地

2024年5月，經過多年籌建的深圳理工年夜學（以下簡稱“深圳理工”）獲得教導部同意成立，定位于“新型研討型年夜學”。分解生物學院（以下簡稱“學院”）是深圳理工創校六年夜學院之一，以分解生物學為建制，與分解生物所共建共享、融會發展。學院踐行深圳理工“科教融匯、產教融會”的辦校理念和國家“強基”“新工科”等人才培養辦法，以生物科學為基礎，分解生物學和穿插科學為特點，依托國際程度的師資隊伍、先進的教學設施、分解生物所和重點實驗室的各研討中間、分解生物學年夜設施、國家生物制創新中間等國際一流平臺，以及分解生物產業園，特別設計了學術軌、工程軌和創業軌“三軌”發展的“本—碩—博”一體化學生培養計劃。學生可以根據本身的志向和特點，經過通識課和專業課學習之后，在豐富的選修課中進行選修學習、在先進的實驗室參加科研活動、隨企業導師到企業實踐等。學院設立的長遠發展目標是成為國家生物科學、分解生物學和生物技術人才培養中間、創新源頭和結果溢出中間，以及性命科學的科學普及和文明傳承基地。

辦法之十：分解生物學創新賽——青年學生創新的舞臺

american麻省理工學院創辦了有名的分解生物學年夜賽——國際基因工程機器年夜賽（International Genetic Engineering Machine Competition，iGEM)，已經勝利舉辦20年，全球學生趨之若鶩。中國學生從2006年開始參加，參賽隊伍逐年增添，今朝已達到約150支。他們成績優秀，穩定獲得40%以上的金牌，偶爾也獲得總冠軍獎。

鑒于分解生物學疾速發展，急需更多的高素質后備人才，並且競賽這種情勢也是高級教導中一種生動活潑的情勢，經過深刻調研和充足準備，我們也于2022年啟動了分解生物學創新賽（SynBio Challenges）（以下簡稱“創新賽”）。創新賽由20多所高校和科研單位及相關機構的學者聯合發起，中國生物工程學會分解生物學分會主辦，深圳理工年夜學分解生物學院、深圳先進院分解生物所、深圳市分解生物學協會等機構聯合承辦，每年舉辦1次。

創新賽獲得了廣年夜師生的熱情支撐。第一屆（2022年）盡管仍處于新冠病毒疫情中，還是有20多支隊伍到現場參賽，令人鼓舞的是，網上點擊觀摩達到220萬次。線上線下觀看的不僅有學生，並且還有學者和企業家。第二屆（2023年）和第三屆（2024年）參賽隊伍數持續翻番，達147支。賽場氣氛活躍，充足體現了年輕學生的特點，大師匯聚一堂，賽出了成績，賽出了精力，賽出了友誼。這項活動對培養學生的摸索精力、創造精力和團隊精力非常無益。

分解生物學創新賽，純屬于公益性，對學生不收取任何價格。主辦方對參賽的學生們說，中國不缺會讀書、會考試的學生，但更需求的是創新精力。學生通過參賽活動，感觸感染創新氛圍、培養創新的意識，恰好能夠彌補這種缺憾。並且，大師所設計和創造的分解生物效能體系，如有很好的產業化價值，即便輟學創業，改日能夠成為類似喬·布斯、比爾·蓋茨的腳色，實現人類社會價值，也是值得鼓勵的。

深圳與國家有關部門聯動，通過系列辦法，打造分解生物學及產業的傑出生態和創新鏈條，摸索發展新質生產力的路徑，能夠成為又一個“深圳形式”。它的發生發展不是偶爾的，一個極具性命力的新興學科嵌進到一個炙熱的創新膏壤，必定會枝繁葉茂。當前，在全球范圍，分解生物學驅動的生物技術迭代晉陞和生物制造變革發展，正在繪制未來生物經濟宏圖，深圳將成為此中一個窪地。

致謝感謝劉陳立、傅雄飛和審稿人對稿件提出的主要修正建議，感謝羅巍和李玉娟補充了部門內容，感謝袁海、司同、安一碩、易嘯、周啟君、高藝博等供給了相關資料！

（作者：張先恩，深圳理工年夜學。《中國科學院院刊》供稿）