2022年41篇（共331篇）原创文章
文中主干内容，以及未注明来源的图片，均来自杨立荣教授的线上分享。致敬！在2022年第六届万物生长大会——生物技术创新论坛上，浙江大学化学工程与生物工程学院教授、浙大杭州国际科技中心首席科学家杨立荣教授，做了演讲：我结合自身的理解和积累的资料，对杨教授的分享做了笔记。杨教授是家父的好朋友，日常工作繁忙，所以得先做好功课后再向他汇报。杨教授的演讲内容包含三个模块的内容，共3800+字，分享给大家。合成生物学开启了理解生命本质的新途径，颠覆生命科学传统研究从整体到局部的“还原论”，形成生命科学研究的新范式。设计新生化反应和新代谢通路，利用再生原料，生产有机化学品、新分子，建立崭新的清洁、绿色、可持续的物质生产模式，实现化工、材料、能源的可持续供给途径，减少对环境的影响。
中药材组分、植物提取物、香精、香料，色素等植物天然产物的人工生物设计合成，将彻底颠覆依赖自然植物资源，影响生态环境的传统生产模式，实现可持续工业化制造。
在实验室，可以用100㎡的车间生产青蒿素，产量相当于5万亩的土地的产量。（图片来源：杨教授讲座）合成生物学的第3个作用：
干预生理免疫过程，建立智能诊疗模式
合成生物学以人工设计的基因、器件，干预自然的生理代谢过程，实现疾病的检测、治疗等等。
合成生理学、合成免疫学的发展，将催生新的诊疗模式，维护人类健康。人工设计模块、重塑植物的抗逆、固氮和光合等特征，构建新型高效智能人工农业生物体系。（图片来源：杨教授讲座）研究表明，到2025年，合成生物产业规模约为1亿美金，复合年均增长率为23%。合成生物学带来的颠覆性技术，对工业、农业、医药、环境、国防将产生深远影响。2014年，美国国防部提出合成生物学是未来重点关注的六大颠覆性基础研究领域之一。
2016年，英国发布《生物经济的生物设计-合成生物学战略计划2016》。2018年，美国工程生物学研究联盟（EBRC）发布《工程生物学：下一代生物经济研究路线图》。2018年，中国科学院合成生物学重点实验室正式获批在上海成立。2022年，“十四五”国家重点研发计划“生物与信息融合（BT与IT融合）重点专项”启动。OECD报告显示2008年开始全球工业生物制造产业年增长率达到30%，至2030年35%的化学品和其他工业品，将出自工业生物制造。绿色生物制造是以工业生物技术为核心技术手段改造现有制造过程，或利用生物质（CO₂）为原料，生产能源、材料与化学品，实现原料、过程及产品绿色化的新模式。建立类似石油炼制的绿色生物制造过程，提供燃料、材料及化学品的生物基替代品。2022年9月22日，在第七十五届联合国大会一般性辩论上，中国承诺：力争于2030年前二氧化碳排放达到峰值、2026年实现碳中和。世界基金委员会预测，到2030年工业生物技术每年将可降低10亿-25亿吨的二氧化碳排放。
以下几个品种，都是生物制造代表性产品，红色部分的文字证实了，生物技术产成品节能减排技术的效果是非常显著的。
绿色生物制造可以为改善
大气环境、减轻雾霾
提供重要科技支撑
根据北京化工大学的研究测算，京津冀地区推出E10乙醇汽油和B5生物柴油可减少PM2.5约4.5万吨，为减轻雾霾作出重要贡献。一架中型飞机起降过程的污染物排放量大约和300辆汽车相当，而且主要排放在异温层，逆温层的形成是雾霾形成的主要气象条件。比如，北京首都机场每天起降1500架次飞机，对空气污染的影响可想而知。随着合成生物的绿色生物制造发展，可以将秸秆就地焚烧、地沟油、生活垃圾等产生的废料，转化成车用液体燃料或生物航煤，形成“正能量”，既能改善能源结构又能实现减排，会取得一举多得的效益。纺织业是我国传统的国民经济支柱产业，2010年总产值达到4.76万亿，占全国工业总产值11.8%。规模以上纺织企业营业收入，在2018年陷入低谷，但在最近几年又恢复了高速增长。众所周知，纺织工业是污染防治重点行业：污水量和COD量居全国各行业排名第2位。例如，传统高温强碱染整工艺存在严重的环保问题，如果采用生物印染工艺，则能耗、水耗、成本能够分别降低43%、32%和40%，节能减排成果显著。
健康产品的生物制造能显著减少污染物排放，是提高产品质量和安全性的重要保证。（图片来源：杨教授讲座）举例，降胆固醇药物阿托伐他汀（atorvastatin，商品名立普妥，Lipitor），是世界上第一个年销售额超过百亿美元的药品，已成为心脑血管疾病的常见药。它通过抑制羟甲基戊二酰CoA还原酶，阻碍肝脏中胆固醇合成的限速步骤来降低血液中胆固醇的含量。绿色生物制造是有效
推进供给侧改革，创造
新的经济增长点的关键路径
我国是全球最大的增塑剂生产国、消费国，产能约450万吨，80%为邻苯类增速剂。作为化工产品的添加剂，增塑剂普遍应用于塑料制品、混凝土、石膏、化妆品以及医疗器具等的生产中，特别是在聚氯乙烯（PVC）制品中，为了提高材料强度、增加材料可塑性，需要添加邻苯二甲酸酯。邻苯类增速剂具有生殖毒性，长期接触或人体过量摄入会造成免疫力下降，危害男性生殖能力并促使女性性早熟，长期大量摄入会导致肝癌，对婴幼儿的潜在危害性远高于成人。随着合成生物技术的发展，如果生物增塑剂能够替代邻苯类塑化剂，将促进PVC下游产业链的转型升级，带动4,000~5,000亿以上的经济产值。绿色生物制造是培育
战略性新兴产业，
打造未来经济转型
新引擎的强劲动力
三苯三烯，是我国化工业的基础原料。
三烯指的是乙烯、丙烯、丁二烯，三苯指的是苯、甲苯、二甲苯。
三烯是石化工业的基础原料。三苯作为化工原料或溶剂,广泛应用于染料工业、农药生产、香料制作、造漆、喷漆、制药、制鞋、家具制造等行业。
如果能够通过绿色生物知道+石油化工炼制，制造生物基的“三苯三烯”，将对我国化工行业甚至整个制造业结构带来巨大变革。
我国近期重点研究计划，都是围绕着传统化工过程向绿色生物制造的方向布局。直白来说，同样一套装备，通过生物方法强化它的能力，让它产生更多效益。（1）放大：微生物发酵及微藻等细胞培养过程优化与放大技术生命体和功能分子是一个高度非线性的系统，无法通过经验方法精准设计。非常知名的案例：青蒿酸的酵母合成，技术提升花了15年时间，耗资1亿多美金。怎么规避和加速合成生物技术放大的过程？就是下一个模块——海量数据+及其学习，可以驱动生物与分子智造系统优化。前沿期刊的研究表明，搜索1%可能，即可获得最优组合。深度融合BT与IT的自动化科学装置的目标是能够处理10^8个人工细胞与分子样本。
基于此，浙江大学在杭州国际科创中心打造了一个生物铸造平台。中心已经建成了合成生物学研究领域，全球规模最大、集成度最高、功能最全的生物铸造平台。
通过以下以上装置（截图仅能显示部分），操作人员只需要坐在电脑边上编程，可以让机器自动实现微生物细胞全自动化。基因回路的设计构建，细胞工厂设计构建，酶分子定向进化，化合物合成与筛选，人工基因设计合成，多细胞体系构建与应用，无细胞蛋白合成……IB服务包括了标准化+定制化：客户需求→任务分解→程序编写→流程调试→上机运行→产品交付→总结报告。高通量、全自动化生物铸造平台，可以为企业、高校和研究机构的科研工作者，提供全方位的服务，助力科学技术研究的进步和发展。
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