奔跑在合成生物“新赛道”
晁然(中)与团队成员在实验中。
受访者供图
合成生物学是一门新兴的跨学科研究领域,是为生命科学服务的新研究范式,拥有巨大发展潜力。在浙江杭州,一些代表性企业与项目正崭露头角,留美海归晁然创办的衍进科技是其中之一。不久前,晁然利用自主搭建的高通量蛋白质设计和测试平台,成功形成了原创性的农业育种基因序列。作为欧美同学会海归小镇(杭州·数字医药)第一批入驻企业之一,晁然带领团队正利用自主开发的智能柔性化生命铸造厂系统,为日化、饲料等行业开发高附加值生物合成产品。
“如何将科研人员从机械性工作中解放出来,投入到更需要创造性的地方?”
在浙江大学竺可桢学院读书时,还在读大一的晁然便获得了国家大学生创新训练计划的经费,他从橘子皮中提取化合物,回收泡沫塑料,并以此做了刨花板、胶合板,还开发出了防虫产品。而后,他前往加拿大英属哥伦比亚大学学习,之后在美国伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校攻读化学与分子生物工程专业博士。
博士期间,晁然一直从事高通量合成生物学的方法研究,并主导了全球较早的全自动生命铸造厂(biofoundry)系统的开发。
在研究中晁然意识到,生物工程在医疗、生物化工以及基础研究等领域虽然取得了广泛成果,但是,其中的研究过程依然依靠大量非标准化的人工操作,成本高、效率低、错误率高、实验缺乏可重复性等问题,一直以来都是限制该行业发展的瓶颈。
比如,做发酵菌种研发的过程需要在未知方向上大量“试错”,“试错”过程需要依靠硕、博水平的科研人员做基因编辑和表达。这种人工“试错”的方法十分缓慢,为了扩大规模,企业往往需要雇数十到数百名科研人员,执行各种劳动密集型重复手工劳动……“如何将科研人员从机械性工作中解放出来,投入到更需要创造性的地方?”晁然一直在思考。
“在学校开展研究更多是追求高精尖的概念验证,但要想真正把这个系统做好,把高通量生物学各个流程打通,需要扎扎实实做好生物信息软件开发、硬件自动化以及分子生物学等交叉学科的每一个工程类别的开发。”晁然说。
得益于工程与生物双向专业特长,晁然决定要利用好跨学科优势,他与课题组在伊利诺伊大学参与了智能柔性化生命铸造厂样机的研发,实现了多个合成生物学研发流程的自动化。而后,晁然与几位志同道合的同学一道,联合创立了LifeFoundry公司。团队通过对生物系统的零件化和标准化,令设计、构建、测试、学习的工程改造循环更加便捷,在此基础上,将合成生物学研发流程进一步自动化、工业化。
“让大家用不同的思维方式去解决问题,为创新埋下种子”
2018年,晁然带着自己的创业梦想回到浙江杭州,成立了杭州衍进科技有限公司。
“美国在生物技术、分子生物学研究领域相对前沿,但在工程领域,硬件开发、机械工程这些涉及自动化设备的方面,国内的优势更明显。”晁然说,在生物制造领域,国内的业务发展、产业体量以及产业的成长速度要比美国更快,可以更好发挥产业规模和供应链优势。
晁然带着国际化的团队入驻杭州,他表示,组建国际化团队在科研方面拥有不少优势。“年轻的海归们拥有很多大胆的新想法、新思考,我们大家在一起会碰撞出许多火花。近年来,无论是团队研发模式还是公司运营模式,都有一些创新。我们让不同国籍、不同文化背景、不同专业的人一起协作,让大家用不同的思维方式去解决问题,为创新埋下种子。”晁然说。