南京大學(xué)成立合成生物學(xué)研究中心 挑戰(zhàn)更具難度的生物大分子材料

張英2024-06-08 21:03

經(jīng)濟觀察網(wǎng) 記者 張英 6月6日,南京大學(xué)與無錫政府合作共建的合成生物學(xué)和生物制造研究中心在無錫錫山區(qū)正式成立。

該中心由中國科學(xué)院院士、南京大學(xué)化學(xué)和生物醫(yī)藥創(chuàng)新研究院院長郭子建領(lǐng)銜,團隊成員共13人,包括南京大學(xué)生命科學(xué)院教授董磊、化學(xué)化工學(xué)院教授趙勁等。

在成立儀式上,董磊接受了包括經(jīng)濟觀察網(wǎng)在內(nèi)的媒體采訪。他介紹,無錫合成生物學(xué)和生物制造研究中心將集中研究醫(yī)用材料。目前植入人體內(nèi)的醫(yī)用材料以惰性材料為主,但臨床上對活性材料的需求一直存在,因為具有準(zhǔn)確生物活性的材料在體內(nèi)整合等方面的性能更佳。但活性生物材料往往具有較為復(fù)雜的分子結(jié)構(gòu),傳統(tǒng)的化學(xué)合成方法很難合成,理論上合成生物學(xué)技術(shù)具有制備此類活性材料,或者至少是活性材料的關(guān)鍵組分的強大能力。

董磊以近兩年大熱的人源膠原蛋白為例介紹,市面上的膠原蛋白主要提取自豬皮、牛皮等動物組織,一方面來源受限,批次差異性難以排除,還可能有病原體污染,另一方面作為異種組織來源的蛋白,在使用過程中無法完全滿足人體應(yīng)用對生物相容性的要求。目前,許多企業(yè)正在利用合成生物學(xué)的方法合成人源膠原蛋白,以更好地滿足生產(chǎn)和臨床需求,例如,更好地修復(fù)受損組織、促進傷口愈合,降低皮膚過敏、炎癥的可能性。

董磊長期從事合成生物學(xué)相關(guān)的交叉研究,其團隊近期的一項研究是,通過合成生物學(xué)和組織工程學(xué)的方法在動物體內(nèi)制備了一個具有設(shè)計功能的“器官”,這個器官可以將體內(nèi)多余的能量耗散掉,用上這個器官后,即便多吃飯、不運動,也不會發(fā)胖。目前該研究處于小鼠試驗階段。

董磊表示,合成生物學(xué)目前還處于早期發(fā)展階段,面臨很多技術(shù)難點:

一是規(guī)?;a(chǎn)的難題。從實驗室水平到工業(yè)化水平還有許多需要解決的問題,比如生產(chǎn)效率不夠高,還無法形成成本優(yōu)勢。

二是目前合成生物學(xué)使用的底盤細胞還是以原核細胞(細菌)為主,無法合成復(fù)雜的生物分子。復(fù)雜的生物分子通常需要真核體系,但目前真核反應(yīng)系統(tǒng)的性能還難以滿足需求。

三是在利用合成生物大分子方面,目前的突破還非常少。膠原蛋白(屬于活性偏低的生物大分子)是其中進展比較快的,部分企業(yè)能夠?qū)崿F(xiàn)量產(chǎn),但其產(chǎn)品所含分子結(jié)構(gòu)與人體原生的膠原蛋白還是有差異。

從全國來看,除南京大學(xué)外,中國科學(xué)院深圳先進技術(shù)研究院、天津大學(xué)、北京化工大學(xué)等都是合成生物學(xué)研究重鎮(zhèn)。

據(jù)合成生物學(xué)儀器供應(yīng)商安捷倫助理副總裁丁皓觀察,近幾年越來越多的研究機構(gòu)和企業(yè)進入合成生物學(xué)賽道,合成生物學(xué)成為安捷倫中國業(yè)務(wù)中增長最快的板塊之一。多家客戶的業(yè)務(wù)集中在合成小分子領(lǐng)域,比如大宗化工原料、食品添加劑、醫(yī)藥原料等方面,致力于通過合成生物學(xué)的方式達到降低成本、減輕污染等目標(biāo)。

董磊表示,目前全球范圍內(nèi)合成生物學(xué)的熱點主要是小分子物質(zhì)的合成,大分子材料做得并不多,因為所涉及的合成步驟更復(fù)雜,難度很大。他介紹,無錫合成生物學(xué)和生物制造研究中心近期將集中在生物大分子的合成上,選擇這一方向主要與團隊成員長期從事人體植入材料、藥物載體等大分子相關(guān)的研究有關(guān),同時這也是全球最前沿的研究領(lǐng)域,未來圍繞相關(guān)成果孵化企業(yè)落地將主要依賴其技術(shù)優(yōu)勢,這很符合中心以原創(chuàng)技術(shù)研發(fā)為核心的定位。

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