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促進技術突破的平臺(中心)設施建設
合成生物學的工程化平臺和基礎設施是實現“自下而上”工程化設計思路的基本保障,尤其需要政府的頂層設計、相關資源保障及長期支持。一方面,政府可通過建立卓越(創新)中心,聚集資源、培養人才;另一方面,各種通用性及專業性平臺的建設,不僅提供技術和工具支持,對合成生物學統一規范、建立標準等也具有重要作用。
早在?2006?年,美國國家科學基金會就投入?2?000?萬美元,由美國哈佛大學、麻省理工學院(MIT)、加州大學伯克利分校、加州大學舊金山分校等組建合成生物學工程研究中心(SynBERC)。該中心不僅幫助科研人員運用標準化的傳感器、效應器、途徑和邏輯門基因線路等構建生物系統,還包括了培養合成生物學領域的工程師,并積極推動政策制定者和公眾參與合成生物學社會和管理問題的討論。在美國國家科學基金會結束了對 SynBERC 的支持后,又以此為基礎建立了組織工程生物學研究聯盟(EBRC),以繼續推動合成生物學的學科發展。
近年來,英國在《合成生物學路線圖》框架下,通過政府的資金投入,建立了?7?個多學科交叉的合成生物學研究中心和?1?個產業中心,形成了全國性的綜合研究網絡。這些中心優勢互補,并通過設備、人員等資源配置,促進合成生物學新技術的開發,也形成了英國合成生物學的創新和產業文化。其中,通過資助公司主導的合成生物學技術開發項目,建立的合成生物學知識與創新中心(SynbiCITE)已成為英國合成生物學技術轉化和產業化中心。SynbiCITE?不僅負責監管英國合成生物學的創業項目,在促進合成生物學的產業轉化、初創公司成立、發展資金和創業培訓課程等方面也發揮了重要作用。2018?年?10?月,SynbiCITE?提出新的?5?年戰略計劃,SynbiCITE?將通過建立新的設施、拓展新的伙伴關系,成立投資者聯盟和行業俱樂部等,創建合成生物學的創新生態系統,打造英國的創新集群。
中國的一些高校和研究院所也及時認識到合成生物學的前瞻性意義,相繼成立了相關的研究中心(實驗室),逐步建立了若干交叉研究平臺和隊伍。例如,中國科學院成立的合成生物學重點實驗室,北京大學、清華大學等組建的相關學科交叉中心。近來年,各級政府對合成生物學的基礎設施和創新平臺建設發揮了積極作用,例如天津市與中國科學院計劃共建的“國家合成生物技術創新中心”、深圳市正在規劃的“合成生物研究重大科技基礎設施”等。這些聯合建立的平臺設施,將探索更高水平的合作機制,提供全方位服務,推進合成生物的學科技與產業實現新突破。
合成生物學工程化平臺、標準元件庫、數據庫等是提升定量預測、精準化設計、標準化合成與精確調控技術能力的有力支撐。例如,MIT?建立的標準生物元件注冊庫(RSBP),專門收集各種滿足標準化條件的生物元件,提供按照元件功能、應用領域、底盤生物、構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“設計—合成—測試—學習”這一工程化閉環的認識,歐美等國搭建了若干合成生物學工程平臺。例如,美國伊利諾伊大學厄巴納-香檳分校的?IBioFAB,是世界上第一個合成生物學應用的自動化中心。英國帝國理工學院建立的?DNA?合成和構建平臺,設置了“設計—構建—測試—報告—學習”循環框架的系統化和標準化運作,并在?SynbiCITE?的支持下與企業合作,大大提升了研究的通量與速度,為更復雜高級的人造生命研發提供支撐。