用二氧化碳合成淀粉及各種糖類，這項聽起來有些天方夜譚的技術(shù)，誕生于中國科學(xué)院天津工業(yè)生物技術(shù)研究所。6月18日，“活力中國調(diào)研行”記者團來到這里，感受生物制造技術(shù)帶來的無限可能。

　　“淀粉自然合成依賴植物的光合作用，我們通過‘搭積木’，實現(xiàn)二氧化碳到淀粉的從頭合成。”中國科學(xué)院天津工生所副所長田朝光向記者團展示了一小份合成淀粉。他們探索出了一條人工合成淀粉的新途徑。“未來投入應(yīng)用，有望為世界糧食危機、碳中和等議題貢獻力量。”

　　科研成果不斷創(chuàng)新的背后，科研方式變革功不可沒。在中國科學(xué)院天津工生所的高通量自動化工業(yè)菌種鑄造平臺內(nèi)，幾臺自動化設(shè)備可以晝夜不息地進行實驗。“這臺功能島能同時進行成百上千個實驗，相較于手動操作，效率提高了幾個數(shù)量級，標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)也抹平了過去人工操作帶來的誤差。”中國科學(xué)院天津工生所研究員王猛說。

　　篩選改造合適的細胞、酶等生物體或其組分，就能建立“細胞工廠”，實現(xiàn)人類所需化學(xué)品、食品等的量產(chǎn)。從0到1，人工合成淀粉的突破是我國生物制造產(chǎn)業(yè)的縮影。工業(yè)和信息化部數(shù)據(jù)顯示，“十四五”期間，我國生物制造產(chǎn)業(yè)規(guī)模穩(wěn)步擴大，總規(guī)模達1.1萬億元。

　　“十五五”規(guī)劃綱要明確提出“前瞻布局未來產(chǎn)業(yè)”，生物制造是其中的重點領(lǐng)域之一。隨著人工智能技術(shù)的突飛猛進，“AI+”在生物制造領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大潛力，有力促進生物醫(yī)藥行業(yè)發(fā)展。

　　在南開大學(xué)藥物化學(xué)生物學(xué)全國重點實驗室內(nèi)，從前端的蛋白設(shè)計到實驗數(shù)據(jù)的整理分析，人工智能已是科研人員的高效助手。“針對藥物靶點，人工智能可針對性地設(shè)計出一些自然界中原先并不存在的蛋白質(zhì)，人工合成后，再通過實驗驗證效能，大大提升了新藥的研發(fā)效率。”南開大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院教授郭宇說。

　　“只需要十幾秒，就能自動判斷出藥材好與壞、真與偽。”在天津濱海新區(qū)國家現(xiàn)代中藥創(chuàng)新中心綠色智能制造部，高級經(jīng)理劉長青拿起一根紅參說，擁有“火眼金睛”的中藥智能分選系統(tǒng)，可識別出50多種藥材，是傳統(tǒng)人工識別效率的6倍。

　　行走在國家現(xiàn)代中藥創(chuàng)新中心的設(shè)備共享服務(wù)平臺，濃郁的中藥香氣撲面而來。負責(zé)人高欣然說，多臺設(shè)備提供從中藥的成分分析到藥效的機制驗證服務(wù)。“平臺面向高校科研院所和企業(yè)開放共享，核心目的是降低研發(fā)門檻，助力中藥創(chuàng)新。”高欣然說。

　　深挖中醫(yī)藥潛能，是近年來生物制造領(lǐng)域的又一方向。在國家現(xiàn)代中藥創(chuàng)新中心中藥生物工程實驗室，總經(jīng)理王蘋拿起一盒復(fù)合益生菌凍干粉，“我們設(shè)立中藥生物工程實驗室，聯(lián)合天津大學(xué)合成生物技術(shù)全國重點實驗室攻關(guān)中藥與微生物益生菌聯(lián)合發(fā)酵技術(shù)，相關(guān)成果經(jīng)實驗驗證對調(diào)節(jié)腸道代謝、控制體重具有積極作用。”

　　天津大學(xué)合成生物與生物制造學(xué)院助理研究員王麗娜告訴記者，團隊依托生物制造技術(shù)，對益生菌開展精準(zhǔn)功能設(shè)計與組合優(yōu)化，融入藥食同源的傳統(tǒng)中藥智慧，打造出精準(zhǔn)、科學(xué)且有效的代謝及健康方案。

　　立足全國先進制造研發(fā)基地定位，天津正成為我國北方生物制造產(chǎn)業(yè)的重要聚集地，匯聚中國科學(xué)院天津工生所、國家合成生物技術(shù)創(chuàng)新中心、天津大學(xué)合成生物與生物制造學(xué)院等一批科研機構(gòu)，華熙生物、合源生物等優(yōu)質(zhì)企業(yè)落地扎根。未來，聚焦創(chuàng)建“細胞工廠”的生物制造領(lǐng)域會涌現(xiàn)更多成果。(記者郭方達、楊文、劉禎)