《未来中国》微生物学家邓子新开启全新科学领域 科学青年徐志胜解说上亿年微生物

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   进入21世纪,合成生物学这一新兴交叉学科发展了短短20年的时间,却展现出重大颠覆性,正推动着一场制造业革命。合成生物学就像机械工程,通过组装“基因”零件,能够设计、改造、合成特定的人造生物。人造肉、代糖、色素……无论是医药、化工、食品还是材料、能源、农业,合成生物学应用领域极其广泛,涉及生活方方面面。

  在环境污染、气候异常、资源短缺等问题日益严重的今天,合成生物学将为人类社会可持续发展提供一种全新的解决方案,赋予人类“改造万物”的能力。合成生物学如何造福人类?合成生物学又有哪些伦理问题?

  本期《未来中国》聚焦合成生物学,邀请到中国科学院院士、上海交通大学生命科学技术学院院长、微生物学家邓子新,介绍合成生物学及其应用,分享自己科研探险之旅。更有青年科学团学霸讨论合成生物产品,探索合成生物学的魅力。

  二十年磨一剑 中国科学院院士邓子新逆境中执着解锁全新领域

  面对国际庞大的市场需求和国外长期的技术垄断,邓子新团队利用合成生物学,成功开发出一种低成本、高效率,高收益,低污染的维生素E,颠覆了国外化学合成维生素E的生产,使中国一跃成为维生素E的生产大国。邓院士表示,合成生物学能够推动传统制造业向高端产业升级换代,形成一系列独立自主的知识产权。

  从发现现象到发表论文,邓子新带领团队在DNA骨架上发现了一种新的DNA硫修饰,打开了全新的科学领域。这项研究花费了二十年的时间才引起国际广泛重视。在此之前,DNA硫修饰是一项长期不被认可的研究,不仅得不到项目经费,还要面对同行提出的各种质疑,而且每回答一个质疑常常要花费一年半载的时间。但是邓子新认为质疑是好事,它能让研究更加严谨、认真。邓院士称“要相信自己,把证据拿出来,铁证如山时别人不承认都没办法”。

  想到论文的发表和得到国际认可,邓院士直言有许多激动的地方。“在最困难的时候,国家自然基金委生命科学部主任基金给了30万元的资金。”邓院士对这一支持非常感动并视其为科研生涯中最重要的鼓励。同时,作为第一批获得青年科学基金、中青年人才专项基金等人才培养激励的科研人员,他感慨完善的科研资助体系有助于中国实现更大的科技进步。

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  谈及个人经历,邓院士称在国外留学时,对家乡父老寄予的厚望念念不忘。振兴祖国,为国做贡献的朴素情感成为了一种力量,促使他渴望追求个人价值、民族价值和科学价值三者统一。80年代国内的科研条件仍然艰苦,如今看来十分简单的科研设备,在当时都是奢侈。在这样的情况下,从简单的实验开始,经历了国家在最艰难的情况下科研起步,见证了中国科学的腾飞和发展,邓院士始终认为回国是最正确的一件事情。

  对于科研路上的孤独和挫折,邓院士强调科学没有尽头,永远攀登不到顶峰,要坚持逆境中自强,顺境中自律。同时,邓院士认为随着合成生物学的发展,“生化环材”一定大有用武之地。他鼓励青年学生勇敢地选择“冷门专业”,因为“天坑”终会变成“天赐”。

  以生物合成万物 科学青年团期待合成生物学助力可持续发展

  微生物要占领人类?脱口秀演员、材料专业硕士徐志胜称微生物吃过的生物比人类这种生物还多,它们是“地球之王中王”。人类离不开微生物吗?他还表示人类不过是肠道菌群的“打工人”,有实验研究发现“社牛”的肠道菌群种类更加丰富。健康人的粪便移植可用于治疗便秘?为什么肠道会是人的第二个大脑呢?

  合成生物学可以自由合成一切吗?复旦脑科学学霸张佳伟表示合成生物学正在悄然掀起新的制造业革命。他提到基因与微生物合成的蛛丝蛋白可以制造出现实版蜘蛛侠战服。这种人造蛛丝的防弹衣有什么优点?此外,服装业中使用的尼龙等聚酯纤维包含有毒的化学物质,造出污染严重,合成生物学有什么解决办法呢?他这次穿的西装面料又有什么不同?

  徐晔医生介绍了合成生物学在医疗领域中的潜力。他表示治疗疟疾的青蒿素是从黄花蒿中提取出来的,而合成出的青蒿酸能有效降低青蒿素的生产成本。当然,合成生物学的医学应用远不止如此。通过基因编辑的技术改造细菌还有望治疗肿瘤?合成远红光调控的定制化细胞具有降血糖的效果?他认为,合成生物学给人类战胜疾病带来了更多希望。

  人的身体里有一个先进的工厂?华中科技大学生物制药专业、带领团队在被称为“世界顶级合成生物学竞赛”的iGem大赛上两次获得金奖的00后大学生樊昌鑫,化身“工厂老板”,向大家介绍神秘的“细胞工厂”。他提到细胞里的叶绿体是最小的太阳能板,核糖体是最小的3d打印工厂。那么建造一个细胞工厂需要的设计图和砖是什么?牛仔布用到的靛蓝和染发用到的色素有什么关系?他还表示,他们生产的产品只是合成生物学中最简单的应用。这个工厂生产了什么天然无害的产品呢?

  7月27日22:00东方卫视《未来中国》,中国科学院院士邓子新,科学引荐人陈辰和科学青年团学霸徐志胜、徐晔、唐骋、樊昌鑫、张佳伟、薛来,与你一同探索合成生物学的发展。

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