活力中国调研行|“细胞工厂”涌现无限可能|焦点快播

用二氧化碳合成淀粉及各种糖类，这项听起来有些天方夜谭的技术，诞生于中国科学院天津工业生物技术研究所。6月18日，“活力中国调研行”记者团来到这里，感受生物制造技术带来的无限可能。

“淀粉自然合成依赖植物的光合作用，我们通过‘搭积木’，实现二氧化碳到淀粉的从头合成。”中国科学院天津工生所副所长田朝光向记者团展示了一小份合成淀粉。他们探索出了一条人工合成淀粉的新途径。“未来投入应用，有望为世界粮食危机、碳中和等议题贡献力量。”

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科研成果不断创新的背后，科研方式变革功不可没。在中国科学院天津工生所的高通量自动化工业菌种铸造平台内，几台自动化设备可以昼夜不息地进行实验。“这台功能岛能同时进行成百上千个实验，相较于手动操作，效率提高了几个数量级，标准化数据也抹平了过去人工操作带来的误差。”中国科学院天津工生所研究员王猛说。

筛选改造合适的细胞、酶等生物体或其组分，就能建立“细胞工厂”，实现人类所需化学品、食品等的量产。从0到1，人工合成淀粉的突破是我国生物制造产业的缩影。工业和信息化部数据显示，“十四五”期间，我国生物制造产业规模稳步扩大，总规模达1.1万亿元。

“十五五”规划纲要明确提出“前瞻布局未来产业”，生物制造是其中的重点领域之一。随着人工智能技术的突飞猛进，“AI+”在生物制造领域展现出巨大潜力，有力促进生物医药行业发展。

在南开大学药物化学生物学全国重点实验室内，从前端的蛋白设计到实验数据的整理分析，人工智能已是科研人员的高效助手。“针对药物靶点，人工智能可针对性地设计出一些自然界中原先并不存在的蛋白质，人工合成后，再通过实验验证效能，大大提升了新药的研发效率。”南开大学生命科学学院教授郭宇说。

“只需要十几秒，就能自动判断出药材好与坏、真与伪。”在天津滨海新区国家现代中药创新中心绿色智能制造部，高级经理刘长青拿起一根红参说，拥有“火眼金睛”的中药智能分选系统，可识别出50多种药材，是传统人工识别效率的6倍。

行走在国家现代中药创新中心的设备共享服务平台，浓郁的中药香气扑面而来。负责人高欣然说，多台设备提供从中药的成分分析到药效的机制验证服务。“平台面向高校科研院所和企业开放共享，核心目的是降低研发门槛，助力中药创新。”高欣然说。

深挖中医药潜能，是近年来生物制造领域的又一方向。在国家现代中药创新中心中药生物工程实验室，总经理王苹拿起一盒复合益生菌冻干粉，“我们设立中药生物工程实验室，联合天津大学合成生物技术全国重点实验室攻关中药与微生物益生菌联合发酵技术，相关成果经实验验证对调节肠道代谢、控制体重具有积极作用。”

天津大学合成生物与生物制造学院助理研究员王丽娜告诉记者，团队依托生物制造技术，对益生菌开展精准功能设计与组合优化，融入药食同源的传统中药智慧，打造出精准、科学且有效的代谢及健康方案。

立足全国先进制造研发基地定位，天津正成为我国北方生物制造产业的重要聚集地，汇聚中国科学院天津工生所、国家合成生物技术创新中心、天津大学合成生物与生物制造学院等一批科研机构，华熙生物、合源生物等优质企业落地扎根。未来，聚焦创建“细胞工厂”的生物制造领域会涌现更多成果。（记者郭方达、杨文、刘祯）