AI+实验室自动化,驱动千亿合成生物产业跨步发展——ACCSI2024访山东大学方诩教授

2024-04-26
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摘要 合成生物学作为“第三次生物技术革命”,正受到国内外的高度关注。在国家政策的大力支持和市场需求的日益增长下,该领域对科学仪器设备的需求已呈现快速增长的态势......
作为“第三次生物技术革命”,合成生物学引起了国内外的高度关注。在国家政策的大力支持和市场需求的不断增长下,对科学仪器设备的需求呈现出快速增长的趋势。在第十七届中国科学仪器发展年会(ACCSI2024)上,仪器信息网特别采访了山东大学微生物技术国家重点实验室教授、山东恒鲁生物技术有限公司董事长方旭,要求他结合当前的政策环境,谈谈他对合成生物学的看法。山东大学微生物技术国家重点实验室、国家糖工程技术研究中心任教授、博士导师、威海合成生物学重点实验室主任、“教育部新世纪优秀人才”、“泰山学者海外特聘专家”、“泰山产业龙头人才”;主持/参与国家重点研发计划,“863”、国家、省、部级十多个项目,如“973”;发表了70多篇SCI论文,英文学术出版1项,国内外授权发明专利30余项;荣获“国家技术发明二等奖”、“山东省留学生回国创业奖”等荣誉。仪器信息网:“人乳寡糖(HMOs)生物合成技术被学术界誉为下一代“食品技术芯片”,并已成功实现工业化。请介绍您的研究团队,并讨论您在工业化过程中面临的最大挑战是什么?仪器信息网:“人乳寡糖(HMOs)生物合成技术被学术界誉为下一代“食品技术芯片”,并已成功实现工业化。请介绍您的研究团队,并讨论您在工业化过程中面临的最大挑战是什么?方旭:人乳寡糖(HMOs)它是人类母乳中的一种独特成分,在动物乳中几乎很难找到。到目前为止,已知的人乳寡糖有200多种,其中30多种是化学结构明确的。每种乳寡糖都有其独特的功能,但根据现有的医学研究,它们可以优化肠道环境,或促进婴儿大脑的发育,就像历史上维生素的发现一样,给人类健康带来了新的启示。展望未来,人乳寡糖不仅会在婴幼儿营养领域大放异彩,还会延伸到成人甚至老年人。它在健康领域的巨大潜力使得食品、保健品甚至化妆品行业都将其视为冉冉崛起的新星,并期望通过深入的研发将其转化为新一代产品。因此,人乳寡糖被称为新一代“食品科技芯片”。为了实现从实验室研发到试点阶段的飞跃,最终实现大规模生产和产品市场化,我们的团队汇集了来自学术、工业和市场运营领域的精英人才。正是这样一个强大而多样化的团队,使我们能够不断推出新产品。目前,我们已成功批量生产7种产品,在世界上排名第三。虽然整个工业化过程非常艰难,但我们始终坚持将技术、技术与先进仪器设备完美融合。在此过程中,我们充分利用计算机领域人工智能与自动化技术的优势,实现了两者的完美结合。这不仅大大提高了我们的研发效率,而且使得原本需要两年时间才能完成的研究工作只需要一个月,这无疑是人工智能时代合成生物学领域的一个很好的应用案例。仪器信息网:今年年初,工业和信息化部、教育部等七个部门联合发布文件,指出要加快合成生物等前沿技术的产业化。你认为国内外合成生物产业化的现状如何? 方诩:七个部委高度重视合成生物学的发展,这主要是由于合成生物学作为一种新生产力的巨大潜力。合成生物学不仅是传统生物制造的升级,也是推动生物制造向智能化、清洁化迈进的关键力量。同时,它可以创造出史无前例的新产品。因此,合成生物学将成为取代旧能力、促进高新技术发展的核心引擎,并将被视为引领中国高质量发展的重要力量。仪器信息网:“十四五”后,合成生物技术的战略地位显著提高。北京、上海、深圳等地发布文件,支持合成生物产业的发展。你认为这些政策的提出将在多大程度上促进国内合成生物产业的发展?方旭:国家部委发布相关文件后,各地出台了促进合成生物学发展的政策。这些政策无疑在促进整个合成生物学领域,特别是其工业化进程方面发挥了积极作用。在我看来,我们需要进一步扩大政策的细化。政策的重点不应局限于合成生物企业的最终产品,而应延伸到产业链的上游环节,包括设备的研发和制造,以及计算机技术在合成生物学中的应用,如人工智能。这些领域的政策支持将有助于促进合成生物学的全面发展。通过这样的政策布局,我们有望引发科技革命,推动合成生物学在各个领域取得更大的突破和进步。仪器信息网:您认为人工智能将如何推动合成生物学产业的发展?方旭:与传统的生物技术相比,2022年以后合成生物学的快速发展与人工智能的蓬勃发展恰契合。过去,许多尝试都需要经历长时间的试错过程,效率相对较低。现在借助人工智能的力量,我们利用计算机快速模拟生物环境进行试错,大大提高了研发效率。基于此,我们的团队可以不断推出创新产品,顺利推进产业化进程。人工智能在合成生物学中的应用已经成为我们团队的核心优势,特别是在HMOS领域,由于人工智能技术的有效应用,我们可以保持领先的研发地位。仪器信息网:“新质量生产力”首次写入今年全国人大和政府工作报告。如何以合成生物学为突破口,打造“新质量生产力”?方旭:我对新质量生产力的理解主要集中在几个方面:“新产品”。以我们为例,HMOS在历史上从未实现过工业生产,但它是市场的迫切需求。因此,HMOS本身的出现代表了一种新产品的诞生,这必然会带来一场新的革命。在当前大健康领域的繁荣下,HMOS不仅为这条大赛道注入了新的活力,还催生了一系列新的产品领域,如保健品、化妆品和普通食品。这些新产品的出现为我们开辟了一条全新的轨道。我认为“新技术”是新质量生产力的核心。在制造过程中,我们的新技术不仅催生了新产品,而且实现了更绿色、更高效、更低成本的生产。得益于人工智能与合成生物学相结合的创新理念,新技术不断涌现,不断为产业发展注入新的动力。仪器信息网:第一次参加ACCSI怎么感受?方旭:参加这次年会,我觉得气氛很好。中国科学仪器发展年会不仅以科学仪器本身为重点,还涵盖了科学仪器的上下游产业链。我们积极互动,共同交流。新仪器的推出需要与业内用户密切沟通。我们向仪器制造商传达需求,他们也从中汲取灵感,从而激发新的创意火花。这种气氛让我很开心。可以说,这次年会是一场多学科交叉活动。正是在这种交流中,不同领域的思想才能碰撞出新产品、新火花。后记:在仪器信息网成立25周年之际,方旭教授说:“我非常感谢仪器信息网的大力支持。同时,我也热切期待仪器信息网越来越好,更广泛地普及仪器与各行各业的交叉融合。我坚信,通过充分利用这个平台,我们将在促进各行各业的发展、仪器制造的先进性和国产化替代方面发挥积极作用。希望仪器信息网能继续发挥其在行业中的主导作用,为更多用户提供优质的服务和资源。”
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