打造现代化的“生物铸造工厂”
“修复伤口的‘活体胶水’、辅佐药物应用的角鲨烯……今天，这些原料都可以从细胞工厂里产出。这，就是合成生物技术。”走进深圳市光明生命科学园合成生物研究重大科学技术基础设施（以下简称“大设施”），中国科学院深圳先进技术研究院副院长刘陈立这样开始介绍，“以‘活体胶水’为例，这是材料合成生物学领域的一项成果。贻贝粘性蛋白是制造‘活体胶水’的主要原料之一，过去获取1克贻贝粘性蛋白需消耗10000只贻贝，制备繁琐，产率很低。现在利用经过基因改造后的细菌，用1吨的发酵罐，两天时间就可以获得2000克贻贝粘性蛋白。”
什么是合成生物学？合成生物学是结合工程学理念与生物技术手段来精确地修改生物体的遗传信息，创造出具有特定功能的生物体，为食品、健康、材料等领域提供创新方案的新兴交叉学科。合成生物学最直接的作用就是研究生命的底层规律，构建预期的人造生命系统。
当前，合成生物制造作为一种全新的“造物”技术，被视作新质生产力非常重要的新赛道和新业态，成为各方竞相抢占的科技高地。习高度重视以合成生物制造为代表的未来产业，强调“以合成生物学、基因编辑、脑科学、再生医学等为代表的生命科学领域孕育新的变革”，“要瞄准世界科技前沿，抓住大趋势，下好‘先手棋’”。深圳市遵循的指引，以定量合成生物学重点实验室和大设施为创新源头，以国家生物制造产业创新中心为转化引擎，着力打造合成生物制造领域的原始创新策源地。
光明生命科学园，位于深圳市光明区，总建筑面积23万平方米，合成生物研究大设施就坐落其中。在大设施4楼，玻璃间隔开的自动化功能岛区集成排列，科研人员只需下单，智能机器人就能把所需的物料配送至自动化功能岛区，机械臂按照预先设定快速运作，熟练、准确无误地将多个生物试剂和样品放进微孔板中，整个过程流畅、高效，无需人工参与。深圳先进技术研究院合成生物学研究所副所长袁海介绍，去年11月大设施启动试运行，它将先进自动化工程技术与核酸合成、基因组编辑等生物技术结合，能实现人工生命体快速、低成本合成，相当于一座智能化的“生物铸造工厂”。
这个高度自动化的“生物铸造工厂”，解决了长期困扰合成生物实验、生物研究的两大难题。首先是标准不统一，不同实验室、不同人做出来的实验结果很难比较。大设施能消除许多因素带来的误差，源源不断地产生高质量标准化的数据，将原来作坊式的、散在式的研究方式，变成中心化、平台式的方式，形成数据驱动的研究范式，进而形成理性设计的能力，推动整个学科快速向前发展。其次是繁琐的实验需要耗费大量的人工和时间。大设施能把研究人员从繁重的实验工作中解放出来，提高研究效率，缩短研发周期。“大设施投入运行以来，原来可能需要8个月的研究，现在两周就可以搞完。”工程师刘辉形象地说，“大设施就像高速公路，让实验像坐上跑车一样进行，而且实验成本大幅降低。”
“下一步，大设施将继续吸引全球创新要素落地深圳。”袁海表示，大设施将打造用户“云端实验室”和运营者“智能实验室”二位一体合成生物研究平台，对学术界、产业界甚至全球都实行开放。未来，这里将吸引全球合成生物资源集聚，成为全球领先的智能化生命系统设计与制造平台，为全国合成生物学研究提供强有力的支撑。
图为深圳市光明生命科学园合成生物研究重大科学技术基础设施外景。 深圳先进技术研究院供图
习指出，科技创新绝不仅仅是实验室里的研究，而是必须将科技创新成果转化为推动经济社会发展的现实动力。据研究机构预测，到2035年，合成生物学赋能应用将占全球制造业产出的1/3以上，价值接近30万亿美元。
为促进合成生物产业快速发展，深圳市光明区依托光明生命科学园包括大设施在内的重大科学技术创新载体，以及深圳市工程生物产业创新中心，在15亿元规模的产业引导基金支持下，打造“科研—转化—产业”的全链条企业培育模式，助力科研与产业实现“双向奔赴”。
国家生物制造产业创新中心总经理罗巍说，大设施的投入使用，促使很多企业快速发展，森瑞斯生物就是一个典型案例。森瑞斯生物今年投向市场的新产品，就是使用大设施的自动化功能岛完成了高通量的酶的定向进化实验，并拥有了量产的能力。据介绍，深圳先进技术研究院以技术入股的方式将科研成果转移给森瑞斯生物科技公司，双方成立联合实验室，研究资源共享、研发人才共用，推进创新链产业链资金链人才链深度融合。这家创业时只有两三个人的团队，不到5年时间，就发展成为估值超10亿元、员工近200人的合成生物产业“创业新星”。
大设施的投入使用，推动深圳市合成生物科技与产业进一步深度融合，当地合成生物产业从无到有、集聚成势。数据显示，近3年，国内新成立的合成生物企业约有40%落户深圳；光明区集聚合成生物企业107家，总估值约300亿元。
习强调，要前瞻布局战略性新兴产业，培育发展未来产业。深圳市紧抓合成生物等未来产业新增长点，大力推进科学技术创新与成果转化，加快发展新质生产力，为高质量发展提供了源源不断的新动能。