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清華陳國強教授:生物制造取代化工是大趨勢,這兩大短板亟需突破!

媒體:深德鴻環保新材料  作者:內詳   專業號:孫瑩 2024-12-06

近日,清華大學教授、合成與系統生物學中心主任陳國強接受了《閎議》節目組的專訪,就生物制造發表了最新觀點。

陳國強教授在生物制造領域擁有近40年的研究經驗,是全球頂尖合成生物學專家、代謝工程領域的領軍型人物,先后獲得國際代謝工程獎和國際生物聚合大會工業獎兩項國際大獎。

針對生物制造的發展前景,陳國強教授認為未來的制造,特別是材料、燃料、食品、營養品,包括蛋白、藥物等,將更多使用生物制造的方式進行。“生物制造未來是慢慢會取代化工制造,成為一個大的趨勢?!?/strong>

他指出,我國的生物制造產業規模非常龐大,比如全世界的發酵產業中國占了70%,但是也存在一些短板:

菌種我們現在整個產業用的絕大部分的菌種都是傳統的國外首創的底盤,這里有很多知識產權,基本上都被國外那些大公司包括高校研究所壟斷。

裝備比如高通量的連續離心機,目前還是依賴進口,非常昂貴,而且供貨期差不多有一年;另外就是進行發酵生產的各種各樣的電極,這些也大部分是國外的。

陳國強教授尤其強調了菌種的重要性,在他看來,“核心菌種是任何生物制造最關鍵的東西,確實就像我們手機上的芯片一樣,是最關鍵的一個部件?!?/p>

他還以自身經歷為例,講述了一個原創菌種自主創新的故事:

我在清華工作了30年,前10年我們用的是跟國外一樣的傳統菌種,碰到很多問題,就是放大過程中的不穩定,還有放大過程中染菌。所以我們雖然做了很多努力,但是放大都不那么成功。

后來有一個偶然的機會,我們實驗室來了幾個從新疆過來的老師同學,他們告訴我說在新疆有一個特別極端的環境,叫作艾丁湖,高低溫不平衡,晚上可以零下20度,白天可以零上80度,鹽濃度達到200克每升,pH堿性。我們有一個新疆的老師,利用假期給我們采集了很多樣品過來,我們從樣品里頭分離到了一些嗜鹽菌,確實能夠有很高的活性。我們做了很多實驗,這種極端微生物,能夠適應各種各樣的環境,它可以幾乎在任何的變量下都快速生長,這就是我們工業方案當中所需要的,我們叫作皮實性。所以我們用皮實的嗜鹽菌做了很多工程開發工具的工作,把嗜鹽菌變成一個穩定的底盤細胞,我們在這底盤細胞上可以構建很多代謝通路,可以制造出多種產品。在穩定的體系上建立一個高強的、產品多樣的生物制造平臺。

圖片

圖:利用嗜鹽菌生產各類化合物

面向未來,陳國強教授表示,“應該投入更多的資源,包括更多的人力,把極端微生物作為生產底盤這個牌打好,直到我們在原創微生物底盤細胞方面有更大的發言權,也補齊我們原創菌種缺乏這個短板,使得我們未來的生物制造能夠在海內外蓬勃發展。”

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