通海讲堂第97期:叶邦策教授与本科生对话合成生物学

稿件来源:生工学院   |作者:尤迪   |摄影:蒋晓春、尤迪   |编辑:   |浏览量:10

蒋晓春、尤迪

10月10日下午,我校面向本科生打造的高端学术讲座“通海讲堂”第九十七期在奉贤校区通海厅开讲。生工学院院长叶邦策以“科学方法论与合成生物学发展”为题,将学术前沿与科学普及相结合,为学生揭开合成生物学的神秘面纱。讲座由生工学院副院长王启要主持。   

科学新成就和思维方式的变化带来了科学方法的重大变革,科学方法的创新也加速了科学技术的新突破。20世纪70年代末,钱学森提出的系统论方法,把理论和实践统一起来,达到从整体上研究和解决问题的目的。它既可以指导科学技术研究,又随着科学技术进步而不断丰富和发展。叶邦策指出,当代大学生教育需要以学科发展经纬与经典理论为指导,重点梳理核心概念及知识体系,以科学方法论为指导,建立认识论、方法论思维及主动学习能力。  

合成生物学是一门整合酶工程、基因合成、基因测序、基因编辑等多种生物技术工具的系统工程。叶邦策表示,“合成生物学是生物学的终极发展”,合成生物学诞生于21世纪初,是生物学、工程学、化学和信息技术等相互交叉融合的新兴领域。合成生物学需要以整体的思想对生物系统进行研究,“生物系统具有层级分布和模块化的特点,生物功能以及生命现象具有典型的混沌特征,而系统的研究方法能够让我们在研究过程中‘既见树木,又见森林’。”   

“从‘格物’到‘造物’,是合成生物学的奥秘所在”,传统的生命科学是自上而下的,即格物致知,而合成生物是自下而上的反向重建,即造物致知/致用。用工程学的办法来做研究,是合成生物学的一大特性。合成生物具有工程属性,是用工程学方法去改造生命体;同时又兼具科学属性,因为工程改造后,具有科学的未知性。叶邦策用“黑箱,白箱”的形象比喻解释了理性设计能力有限这一合成生物学的技术痛点,现阶段,合成生物学正通过“白箱”+“黑箱”双重模式加速突破这一困境。 

合成生物学被誉为“第三次生物技术革命”,各国政策频发,抢夺现代生物前沿技术高地,中国也将合成生物学专项纳入“973”“863”等国家重点基础研究发展计划当中,并在国家的《“十三五”生物技术创新专项规划》明确指出,将合成生物技术列为“构建具有国际竞争力的现代产业技术体系”和“发展引领产业变革的颠覆性技术”之一。合成生物学已经进入快速发展阶段,突破性成果不断涌现,技术转化与产业应用也初见成效。在新一轮科技变革与保护自然环境、减少碳排放的需求下,世界主要国家更加注重生物经济的可持续发展。在这种背景下,叶邦策指出,生物工程作为全国A+学科,承担着为科研和国家生物经济、生物制造产业的高质量发展提供科学基础、前沿技术、优秀人才的责任使命。   

对于合成生物学未来发展面临的主要挑战,叶邦策认为,目前对于复杂生命系统中物质的多层次、高维度结构和功能变化规律的认识仍较为粗浅。工程科学需要逐步转向直接揭示其中的物理化学或数学信息规律,才有可能预测生命系统多层次、高维度的构效关系,真正解决合成生物学中的理性设计问题。  

讲座最后的互动环节,叶邦策一一回答了学生关于“合成生物学与生物类专业选择”“合成生物学与肠道微生物研究”等方面的提问。

发布时间:2023-10-17
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