近日,清华大学教授、合成与系统生物学中心主任陈国强接受了《闳议》节目组的专访,就生物制造发表了最新观点。

 

陈国强教授在生物制造领域拥有近40年的研究经验,是全球顶尖合成生物学专家、代谢工程领域的领军型人物,先后获得国际代谢工程奖国际生物聚合大会工业奖两项国际大奖。

 

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针对生物制造的发展前景,陈国强教授认为未来的制造,特别是材料、燃料、食品、营养品,包括蛋白、药物等,将更多使用生物制造的方式进行。“生物制造未来是慢慢会取代化工制造,成为一个大的趋势。”

 

他指出,我国的生物制造产业规模非常庞大,比如全世界的发酵产业中国占了70%,但是也存在一些短板:

 

菌种:我们现在整个产业用的绝大部分的菌种都是传统的国外首创的底盘,这里有很多知识产权,基本上都被国外那些大公司包括高校研究所垄断

 

装备:比如高通量的连续离心机,目前还是依赖进口,非常昂贵,而且供货期差不多有一年;另外就是进行发酵生产的各种各样的电极,这些也大部分是国外的。

 

陈国强教授尤其强调了菌种的重要性,在他看来,“核心菌种是任何生物制造最关键的东西,确实就像我们手机上的芯片一样,是最关键的一个部件。”

 

他还以自身经历为例,讲述了一个原创菌种自主创新的故事:

 

我在清华工作了30年,前10年我们用的是跟国外一样的传统菌种,碰到很多问题,就是放大过程中的不稳定,还有放大过程中染菌。所以我们虽然做了很多努力,但是放大都不那么成功。

 

后来有一个偶然的机会,我们实验室来了几个从新疆过来的老师同学,他们告诉我说在新疆有一个特别极端的环境,叫作艾丁湖,高低温不平衡,晚上可以零下20度,白天可以零上80度,盐浓度达到200克每升,pH碱性。我们有一个新疆的老师,利用假期给我们采集了很多样品过来,我们从样品里头分离到了一些嗜盐菌,确实能够有很高的活性。我们做了很多实验,这种极端微生物,能够适应各种各样的环境,它可以几乎在任何的变量下都快速生长,这就是我们工业方案当中所需要的,我们叫作皮实性。所以我们用皮实的嗜盐菌做了很多工程开发工具的工作,把嗜盐菌变成一个稳定的底盘细胞,我们在这底盘细胞上可以构建很多代谢通路,可以制造出多种产品。在稳定的体系上建立一个高强的、产品多样的生物制造平台。

 

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图:利用嗜盐菌生产各类化合物

 

面向未来,陈国强教授表示,“应该投入更多的资源,包括更多的人力,把极端微生物作为生产底盘这个牌打好,直到我们在原创微生物底盘细胞方面有更大的发言权,也补齐我们原创菌种缺乏这个短板,使得我们未来的生物制造能够在海内外蓬勃发展。”

 

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