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促進技術(shù)突破的平臺(中心)設(shè)施建設(shè)
合成生物學(xué)的工程化平臺和基礎(chǔ)設(shè)施是實現(xiàn)“自下而上”工程化設(shè)計思路的基本保障,尤其需要政府的頂層設(shè)計、相關(guān)資源保障及長期支持。一方面,政府可通過建立卓越(創(chuàng)新)中心,聚集資源、培養(yǎng)人才;另一方面,各種通用性及專業(yè)性平臺的建設(shè),不僅提供技術(shù)和工具支持,對合成生物學(xué)統(tǒng)一規(guī)范、建立標(biāo)準(zhǔn)等也具有重要作用。
早在?2006?年,美國國家科學(xué)基金會就投入?2?000?萬美元,由美國哈佛大學(xué)、麻省理工學(xué)院(MIT)、加州大學(xué)伯克利分校、加州大學(xué)舊金山分校等組建合成生物學(xué)工程研究中心(SynBERC)。該中心不僅幫助科研人員運用標(biāo)準(zhǔn)化的傳感器、效應(yīng)器、途徑和邏輯門基因線路等構(gòu)建生物系統(tǒng),還包括了培養(yǎng)合成生物學(xué)領(lǐng)域的工程師,并積極推動政策制定者和公眾參與合成生物學(xué)社會和管理問題的討論。在美國國家科學(xué)基金會結(jié)束了對 SynBERC 的支持后,又以此為基礎(chǔ)建立了組織工程生物學(xué)研究聯(lián)盟(EBRC),以繼續(xù)推動合成生物學(xué)的學(xué)科發(fā)展。
近年來,英國在《合成生物學(xué)路線圖》框架下,通過政府的資金投入,建立了?7?個多學(xué)科交叉的合成生物學(xué)研究中心和?1?個產(chǎn)業(yè)中心,形成了全國性的綜合研究網(wǎng)絡(luò)。這些中心優(yōu)勢互補,并通過設(shè)備、人員等資源配置,促進合成生物學(xué)新技術(shù)的開發(fā),也形成了英國合成生物學(xué)的創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)文化。其中,通過資助公司主導(dǎo)的合成生物學(xué)技術(shù)開發(fā)項目,建立的合成生物學(xué)知識與創(chuàng)新中心(SynbiCITE)已成為英國合成生物學(xué)技術(shù)轉(zhuǎn)化和產(chǎn)業(yè)化中心。SynbiCITE?不僅負(fù)責(zé)監(jiān)管英國合成生物學(xué)的創(chuàng)業(yè)項目,在促進合成生物學(xué)的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化、初創(chuàng)公司成立、發(fā)展資金和創(chuàng)業(yè)培訓(xùn)課程等方面也發(fā)揮了重要作用。2018?年?10?月,SynbiCITE?提出新的?5?年戰(zhàn)略計劃,SynbiCITE?將通過建立新的設(shè)施、拓展新的伙伴關(guān)系,成立投資者聯(lián)盟和行業(yè)俱樂部等,創(chuàng)建合成生物學(xué)的創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng),打造英國的創(chuàng)新集群。
中國的一些高校和研究院所也及時認(rèn)識到合成生物學(xué)的前瞻性意義,相繼成立了相關(guān)的研究中心(實驗室),逐步建立了若干交叉研究平臺和隊伍。例如,中國科學(xué)院成立的合成生物學(xué)重點實驗室,北京大學(xué)、清華大學(xué)等組建的相關(guān)學(xué)科交叉中心。近來年,各級政府對合成生物學(xué)的基礎(chǔ)設(shè)施和創(chuàng)新平臺建設(shè)發(fā)揮了積極作用,例如天津市與中國科學(xué)院計劃共建的“國家合成生物技術(shù)創(chuàng)新中心”、深圳市正在規(guī)劃的“合成生物研究重大科技基礎(chǔ)設(shè)施”等。這些聯(lián)合建立的平臺設(shè)施,將探索更高水平的合作機制,提供全方位服務(wù),推進合成生物的學(xué)科技與產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)新突破。
合成生物學(xué)工程化平臺、標(biāo)準(zhǔn)元件庫、數(shù)據(jù)庫等是提升定量預(yù)測、精準(zhǔn)化設(shè)計、標(biāo)準(zhǔn)化合成與精確調(diào)控技術(shù)能力的有力支撐。例如,MIT?建立的標(biāo)準(zhǔn)生物元件注冊庫(RSBP),專門收集各種滿足標(biāo)準(zhǔn)化條件的生物元件,提供按照元件功能、應(yīng)用領(lǐng)域、底盤生物、構(gòu)建方法及元件貢獻者等方式進行的檢索。目前,基于對合成生物學(xué)“設(shè)計—合成—測試—學(xué)習(xí)”這一工程化閉環(huán)的認(rèn)識,歐美等國搭建了若干合成生物學(xué)工程平臺。例如,美國伊利諾伊大學(xué)厄巴納-香檳分校的?IBioFAB,是世界上第一個合成生物學(xué)應(yīng)用的自動化中心。英國帝國理工學(xué)院建立的?DNA?合成和構(gòu)建平臺,設(shè)置了“設(shè)計—構(gòu)建—測試—報告—學(xué)習(xí)”循環(huán)框架的系統(tǒng)化和標(biāo)準(zhǔn)化運作,并在?SynbiCITE?的支持下與企業(yè)合作,大大提升了研究的通量與速度,為更復(fù)雜高級的人造生命研發(fā)提供支撐。