广州日报|“人工合成淀粉”背后专家：合成生物学将大有可为( 二 ) “人工合成淀粉”背后专

陈国强则表示：未来人工合成淀粉的挑战在于细胞外合成考验各种酶的稳定性。如何做好各种酶的分离纯化，酶如何在细胞外保持活性，如何应对合成中的每一步后酶的活力下降……这些问题都需要在细胞外得到解决。合成淀粉的步骤较多，目前成本是很高的，也是工业化不能接受的。
陈国强接着说：合成淀粉的另一个难题，是随着分子量的不断上升，葡萄糖不断被整合在高分子淀粉链上，黏度会越来越大，聚合的难度也会越来越高，人工合成淀粉也将可能聚合不到分子量特别高的淀粉。从分子量的角度看，人工合成淀粉和常见的淀粉还有一段距离。这些问题都是要在今后的工作中予以解决的。但无论怎样，仅仅是能在细胞外人工合成出葡萄糖，就已是一项很伟大的工作了。
合成生物学：
非天然但优于天然
而人工合成淀粉的背后，是国内外合成生物学近年来的突飞猛进。
中国科学院院士邓子新告诉采访人员：基于基因的生命科学经历了3次革命，而今人类进入生物体系的工程化，合成生物学开始以用途为导向，工程化为理念，对生物学进行全视角、多维度的研究，这是一个学科高度集成，堪比机械工程和土木工程的学科，科学家人工设计构建新的生命系统，使得它具有非天然但优于天然的功能。
邓子新介绍，目前我国已经利用生物合成技术研发出了药物，我国原来没有维生素e的生产厂商，只能通过进口；而今通过生物合成技术制造出了维生素e,我国也一跃成为维生素e的生产大国。生物合成一举打破了国外化学合成的复杂程序，成本很低，过程很安全，投资也少，效率很高，各个方面都有很大的改进。
邓子新坚信，未来像维生素e这样的例子一定会层出不穷，传统的化学合成生产会产生一些有毒的衍生物，利用合成生物学，不仅成本更低而且更环保和安全。未来，合成生物学一定大有作为。
他还表示，合成生物学实际就是把产品生产的基因搞清楚以后， ‘劝说’某种微生物成长为某一种自然界内并不产生的化合物，使得它具有比天然化合物更优良的效应。
陈国强表示，合成生物学在国外的成果也有很多，最典型的例子是新冠肺炎疫情期间国外研制的mRNA疫苗。其基本原理是通过特定的递送系统将表达抗原靶标的mRNA导入体内，在体内表达出蛋白并刺激机体产生特异性免疫学反应，从而使机体获得免疫保护。在新冠肺炎疫情之前， mRNA疫苗技术其实早已经诞生了，但一直没机会做临床，因此该技术一直都停留在学术成就领域；面对疫情，这一技术终于可以做临床，做出来的结果很理想。基于mRNA的技术，未来人类肯定还会发展出各种疫苗、抗癌药品、抗体等。我觉得，这肯定是目前国外合成生物学中最成功的例子。陈国强认为，在中国，一些化合物、药物的生物合成，单克隆抗体，酵母细胞中染色体的改造等都是合成生物学领域成功的案例。
在合成生物学领域，学术成果和创新很多，但应用都需要有契机以及一定时间的积累。 mRNA疫苗的研究在国外实际已经持续十几二十年了，只是一直没机会上临床，直到疫情发生。陈国强告诉采访人员。
探索与原创：
有突破就意味着希望
采访过程中，几位科学家均强调，科学上的伟大突破未必一定会在应用上取得成功，但都让人类向着真理更近一步。因此无论未来人工合成淀粉能否产业化落地，科学家都为人类找到了一条崭新之路。
独创和震撼性的科学突破总是让人激动的。覃重军告诉采访人员。 2018年，覃重军利用CRISPR技术创造出仅有一条染色体的酵母菌株。这项合成生物学的重大突破在《自然》杂志上发表。
陈国强表示：任何一项科学技术从实验室到工业的转化，都需要时间和积累，其间也可能会犯很多错误。甚至很多科学技术的突破往往只能停留在科研上，并不一定能在短期内在商业上取得成功。我们要把目光放长远一点，很多技术从实验室到工厂常常要花几代人的心血。
他举例说：大家现在做核酸检测利用的就是PCR技术，也叫做聚合酶链式反应，之前科学家只知道能在细胞内能实现这样的反应。直到某一天，一位科学家将这个反应拿到细胞外做，他做成功了，就变成现在的PCR技术，从PCR发现到技术的应用，经历了50余年的时间，如今整个生命科学领域都在利用PCR技术在做基因扩增、基因克隆。

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