专访裴蕾:国内合成生物学前景广阔

【字体: 时间:2011年07月26日 来源:生物通

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   随着合成生物学的发展,以及在医学、制药、化工、能源等多个方面迸发出的巨大活力,各国也越来越认识到这门学科的重要性,我们国内也有多个项目,上百名科学家专注于合成生物学领域的研究,然而对于这门无论是在国际上,还是国内都是新兴学科的研究领域,我们国内到底获得了哪些成果,重点关注的方向又是什么,未来的发展趋势是什么呢?近期来自IDC,中国科学院植物研究所的研究人员发表文章,介绍了目前国内合成生物学研究的现状和一些不同的子领域方向……

  

生物通报道:本世纪生物科学技术的发展被视为第四次科学浪潮,其中合成生物学(Synthetic biology)则被誉为第四次科技浪潮中的弄潮儿,是能将生物领域基础研究转化为实际社会生产力的关键学科。这门学科真正进入大众视野,是缘自2010年首个合成生物的诞生(合成的细菌: 丝状支原体),这一发现也入选了2010年Science十大科学突破。

   随着合成生物学的发展,以及在医学、制药、化工、能源等多个方面迸发出的巨大活力,各国也越来越认识到这门学科的重要性,我们国内也有多个项目,上百名科学家专注于合成生物学领域的研究,然而对于这门无论是在国际上,还是国内都是新兴学科的研究领域,我们国内到底获得了哪些成果,重点关注的方向又是什么,未来的发展趋势是什么呢?

   近期来自奥地利维也纳国际对话与冲突管理组织(IDC),中国科学院植物研究所的研究人员发表了题为“Synthetic biology: An emerging research field in China”的综述性文章1,介绍了目前国内合成生物学研究的现状和一些不同的子领域方向,比如生物基因线路图(genetic circuit),最小化基因组(minimal genomes),化学合成生物学,原型细胞(protocells)和DNA合成,以及对于国内合成生物学发展的展望,这篇文章对于解析目前这一领域的发展具有重要的意义。为了能更深入的了解国内合成生物学的发展,生物通特联系了这篇文章的通讯作者:奥地利国际对话与冲突管理组织裴蕾博士(人物简介见下),请教了她一些相关问题。

生物通:合成生物学是近年来新兴的一门学科,这门学科虽然诞生的晚,受到关注也不过这十年间的事情,但是由于能用于改善人类生活和健康,并促进生物安全,因此倍受各国各大实验室的关注。国内对于我国的合成生物学研究成果报道的却不多,您能给我们概括一下国内合成生物学的研究现状吗?

裴博士:我认为中国合成生物学研究目前还处于早期阶段,主要仅限于生物工程相关领域的科研发展,比如微生物学,遗传学,以及工业应用科学。

生物通: 合成生物学对于我国的发展具有什么重要的意义呢?

裴博士:中国政府未来发展战略目标是可持续性发展,利用合成生物学能获得能源,化学等方面的可持续产品,也能减少环境污染。而且更重要的是,合成生物学是新兴学科,中国的一些新兴学科,比如纳米技术,干细胞,和新能源等,在国际上享有胜誉,虽然目前中国的生物技术整体而言还赶不上发达国家,但是对于早期阶段起步的合成生物学,中国也许能成为这一具有极大潜力的研究领域的主要参与者。

生物通: 国内的合成生物学研究目前取得了哪些重要的成果?其中突出的研究组有哪些?

裴博士:坦白说并不多,这整个领域都在期待着一个能推进发展的重大突破。在国外,最引人注目的合成生物学成果是由美国的研究团队取得的(青蒿素和合成细菌)。 中国在合成生物学研究组一直努力实现他们的研究目标。
生物通:您在相关的文章中也提及了目前国内对于合成生物学研究的资助,这些资助项目的主要方向有哪些呢?许多国家都对合成生物学研究进行了资金资助,就欧洲和中国比较而言,其中有何区别呢?

裴博士:研究人员大部分的资金来自863、973项目,国家自然科学基金,和科技部的资助,小部分来自各省市的科研项目,具体的项目我并不熟悉。就文中提到的欧洲在合成生物学研究方面的资助, 全球对于这一领域的研究资助很普遍,主要来源于政府的项目。而美国,不仅有来源于政府的项目,还有一些风险资本和企业(尤其是石油企业)也投入了资金资助。在中国也有一些由公司资助的项目, 比如生物燃料。

生物通:合成生物学涉及到了不同的领域和许多方面,您作为这一领域的前沿学者,您认为国内合成生物学发展的优势和软肋在哪里呢?

裴博士:许多中国学者,尤其是在海外的学者,投身到了合成生物学相关领域的研究工作中,生命科学领域也有大量的研究生从业人员,中国的化学和工程学研究领域属于国际先进水平,现在遗传学研究也在迎头赶上(生物信息学和基因组测序),所有的这些都为未来中国合成生物学的发展奠定了良好的基础。

另一方面,就我对国内这一领域的研究人员有限的了解来看,我认为其中一些研究人员还不十分理解合成生物学的本质,他们仍然保持着生物工程的思路,这主要是因为生物技术产业的滞后——中国很少有能与美国和欧洲竞争的生物技术产业,大部分的研究人员都是学术院校背景,因而降低了这一领域的竞争力和发展效率。

生物通:合成生物学自诞生以来就由于其利弊相兼而引起了广泛的争议,这一学科人为操控的空间相对于传统的基因工程来说,自由度更大,因此有人担心合成生物学产生的人造生命会破坏伦理道德,恐怖组织会利用研究成果发展生物武器,或者说会破坏环境,您对此有何看法呢?

裴博士:由于处于发展早期阶段,目前科学家们并没有太多的自由能按照他们的想法去操控基因组。虽然少, 但是不能排除,可能的生物安全问题。我认为对于合成生物学的管理应该保持不断的更新,监督机构应定期根据这一领域技术的发展,来调节他们的管理监控标准。我们要吸取转基因研究的教训,及时与公众进行沟通,让他们更好的理解这一研究技术。这就是为什么美国和欧洲对合成生物学生物安全,以及伦理, 法规,及社会影响的探讨,早在这一技术的早期阶段就已经发起了。

中国也存在一些讨论,但还没有引起公众的普遍关注——这是需要解决的一个问题。公众,甚至于一些研究人员对于Biosafety,Biosecurity(两者均指生物安全,但前者强调的是防止非故意引起的生物技术及微生物生物危害,后者则是指主动地采取措施防止故意的,如窃取及滥用生物技术及微生物危险物质引起的生物危害),以及ELSI(ethical, legal and social implication)等词语并不熟悉。这也许需要在本科教育中普及。

生物通:您认为未来国内合成生物学的发展趋势如何?如果要充分利用这一学科,还有哪些需要准备的方面,比如政策,设施?

裴博士:近期有两项主要合成生物学研究的973项目获批,这些研究也许会获得重要的成果。中国是目前极少数几个没有消减科研经费的国家之一,我们期待这些投入能获得回报。我并不合适建议该如何做,但是我要说的是,科研人员本身应该开拓视野,接受新想法,用更多的合作精神和注重用学术道德正确的方式进行研究。

(生物通:王蕾)

作者简介: 

裴蕾,博士,毕业于瑞典卡罗林斯卡医学院临床细菌学系。曾于美国马萨诸塞综合医院/哈佛医学院、比利时法兰德斯生物技术研究所(VIB)/根特大学分子生物学系从事博士后研究。2009年到奥地利维也纳国际对话与冲突管理组织(IDC)任职,从事合成生物学及其风险评价的研究。

项目介绍
合成生物学可以理解为生物工程技术原理的应用,尽管在“生物工程”中习惯于把工程作为一种象征,在合成生物学中则是一种方法论。合成生物学在一定意义上是紧随遗传工程的下一步发展。我们的目标就是为合成生物学在生物研究安全性和风险评价中的一系列疑问提供一个科学观点。

我们认为达到这个目标的最好方法就是综合国际范围内的观点,包括欧洲(奥地利)及中国最重要的商讨。
我们将按照三个主要的步骤来实施我们的工作:
1) 分析当前合成生物学和其各式子领域的发展情况;特别将重点聚焦在欧洲和中国
2) 审查合成生物学与生物安全研究存在的(和潜在的)的关系;
3) 评论生物安全线性规则并为现在已经存在的生物安全评估框架提供参考和建议。

项目由中国国家自然科学基金会(NSFC)和奥地利国家科学基金会(FWF)共同资助
NSFC项目资助号 30811305441, 3, FWF 项目资助号 I215-B17 1, 2, 3, 4

相关的文章
1 Pei, L., Schmidt, M. and Wei, W. (2011) Synthetic biology:  an emerging research field in China. Biotechnol Adv. epub, available at:
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S073497501100084X

2 Pei, L., Gaisser, S. and Schmidt, M. (2011) Synthetic biology in the view of European public funding organisations Public Understanding of Science, available at:
http://pus.sagepub.com/content/early/2011/02/20/0963662510393624.abstract?rss=1

3 Pei, L., Schmidt, M. and Wei, W. (2011) Conversion of Biomass into Bioplastics and Their Potential Environmental Impacts. Biotechnology of Biopolymers (Elnashar, M., ed.). pp. 57-74, InTech, available at:
http://www.intechopen.com/articles/show/title/conversion-of-biomass-into-bioplastics-and-their-potential-environmental-impacts

4 Schmidt, M. and Pei, L. (2011) Synthetic toxicology: where engineering meets biology and toxicology. Toxicol Sci. 120 Suppl 1, S204-224, available at:
http://toxsci.oxfordjournals.org/content/120/suppl_1/S204.abstract

 


 

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