中宏網北京3月21日電 (記者 王鏡榕 視頻報道 張緯宇)在2024年全國兩會勝利召開,學習貫徹兩會精神之際,“中宏論壇——攜手高校中宏觀察家面對面(清華篇)”網絡直播活動,于3月20日下午在清華大學未來媒體實驗室舉行。
清華大學合成與系統(tǒng)生物學中心主任陳國強。 中宏網記者 康書源攝
聚焦“以新質生產力推動高質量發(fā)展”主題,清華大學合成與系統(tǒng)生物學中心主任、“合成生物學”項目首席科學家、教育部長江學者特聘教授陳國強接受本網記者現(xiàn)場訪談。以下是陳國強訪談實錄:
生物制造讓綠水青山成為金山銀山
中宏網記者:在新時代提出新質生產力,您怎么看這個概念提出的時代背景和它的特殊的內涵?
陳國強:生物制造或者綠色制造,是現(xiàn)在和未來發(fā)展的方向。新質生產力也包括綠色制造,生物制造是綠色制造之一。整個世界的制造分成兩個,一個是生物的,一個是非生物的。我們人類也都是生物制造出來的對吧?我說的生物制造是用細胞或者用酶,細胞里頭的催化劑叫做酶來催化一些反應。制造還有化工制造,就是用有機溶劑,用石油做原料。這個過程也有一定風險,大家經常聽到爆炸、燃燒,都跟化工有很大關系?,F(xiàn)在技術越來越先進,保護措施做的很好,現(xiàn)在越來越少聽到化工方面爆炸和燃燒。生物制造是另外一個領域,所有的反應都是在室溫,還有正常的壓力,水里進行,所以不會有爆炸燃燒這種事,而且生命在水里生長,也不會有太多的氣味和毒性,未來的生活方式或者未來的生產方式,可能更多依賴于在水里進行生長的微生物來制造我們的衣服、材料、燃料,醫(yī)藥,包括食品,比如味精、酒精,還有很多香精實際上都是用生物方法制造出來,用化學做也可以,但會付出很多能量和環(huán)境的代價。
傳統(tǒng)制造中國事實上規(guī)模特別大。我們雖然是個制造大國,但是制造出來的東西,附加值相對比較低,當然有內卷的原因。我們付出了很多,但是我們沒有得到很多經濟回報?,F(xiàn)在提出新質生產力,我自己的理解就是用新的技術來改造我們傳統(tǒng)的生物制造方法,比如現(xiàn)在高速發(fā)展的合成生物學,對細胞進行編程,使得我們的細胞可以滿足生產的需求,對我們的產品進行更有效的生產。這樣,生物制造就賦予了新的活力,我們把細胞改造的更有效,能夠做更多的產物,所以未來世界大部分東西都可以用生物方法來制造。這樣不但可以解決環(huán)境方面的負擔,減少二氧化碳排放,而且能夠提高我們整個制造水平,使得我們生活的環(huán)境更加干凈。綠水青山就是金山銀山,我想未來的生物制造正好代表綠水青山就是金山銀山這個概念。
不僅是顛覆性技術,還要因地制宜
中宏網記者:發(fā)展新質生產力,我們還存在很多的短板。短板背后昭示我們仍需要全面深化改革,您所從事領域在發(fā)展新質生產力方面面臨哪些瓶頸、困擾,或者短板?
陳國強:生物制造這個領域,幾十年來我們都是跟著國外用他們的菌種、生產方式、工藝來做我們的產品,然后我們進行相似的開發(fā),但是形式都是跟國外一樣的,所以就要用新賽道來對付這種競爭,我們在清華大學的實驗室用了30年時間換了一個賽道,我們把它叫做“下一代工業(yè)生物技術”,我們找到了一個跟別人不一樣的菌種,叫做嗜鹽菌,跟所有生物制造不一樣的菌種,這個在新疆艾丁湖的嗜鹽菌,可以說百毒不侵,在大部分環(huán)境下,別的微生物都沒辦法跟它競爭。
所以,在一個發(fā)酵體系中,它不需要有滅菌,不會有染菌,不會有過程不穩(wěn)定問題,整個生物制造過程都可以穩(wěn)定可控,不染菌,不用太多能量支撐下進行。這樣,我們的生物制造就更有競爭力了,我們當然也可以跟別人競爭,在規(guī)模上的競爭,那我們在能耗,在過程的復雜性,在操作人員要求上都會有很大的競爭力,這個下一代工業(yè)生物技術由我們提出來,相當于換了一個賽道,生物制造上有我們自己的菌種,自己的工藝,自己的方法,而且用這個底盤,可以制造出不同材料,不同燃料、藥、化妝品以及一些用于做尼龍的產品,開拓了整個生物制造的新的生產方式,所以我認為這應該是新質生產力的一個相當好的舉例。
中宏網記者:習近平總書記強調要因地制宜發(fā)展新質生產力。那么,如何準確地理解因地制宜呢?如何精準地施策做到因地制宜呢?
陳國強:這件事對生物制造來說是特別重要的。因為原料決定了生物制造能不能進行下去。生物制造用的原料主要是農作物,包括淀粉,脂肪酸、秸稈水解物、還有木薯水解物。如果你離農場近的話,你獲得這些原料就很便宜,做起來在成本上才有更好的競爭性,所以,未來的生物制造一定要因地制宜,靠近產地,利用產地的原料進行大規(guī)模制造。生物制造還有一個特點,它的反應器或者它的下游的設備都是很相似,只是規(guī)模大小不一樣而已,所以搞重復性建設浪費資源,也浪費土地。我們現(xiàn)在在做的就是跟一些已經很成熟的企業(yè),它有很大的制造規(guī)模,它有非常好的熟練的工程師,很好的管理經驗,跟這些企業(yè)合作起來速度會快很多。未來我們的整個世界可能面臨很多挑戰(zhàn),包括水資源的短缺、全球溫室效應、還有環(huán)境危機以及疾病的增多,這些都希望通過生物制造方法來解決。比如水資源,淡水的資源其實是挺緊缺的,生物制造又用很多水。未來的生物制造可不可以用海水?那么我們要因地制宜把工廠建到海邊排水來進行制造,這樣的話就不會與其他的地方去爭奪淡水資源。
總之,對新質生產力,不但是新技術的顛覆性突破,還要因地制宜,根據每個制造的特點來做我們相應的調整。
把握跨學科訓練與高效傳播新路徑
中宏網記者:發(fā)展新質生產力對跨學科、交叉學科培養(yǎng)人才提出了新要求,我們如何來加強戰(zhàn)略人才的儲備,適應新質生產力的發(fā)展?
陳國強:跨學科的訓練對于生物制造來說尤其重要。在過去的幾十年里,我們有很多非常優(yōu)秀的工程師在生產一線進行生物制造。他們能夠進行很好的發(fā)酵,培養(yǎng)微生物,用酶轉化。但是這些工程師很少從分子的水平上去想,從DNA、RNA、蛋白的水平上想,這個細胞為什么能夠做這份工作,對吧?由于合成生物學的出現(xiàn)使得我們認為,生物原來也可以當作一個機器來進行優(yōu)化,進行拆卸,進行重新設計,重新組裝。生物的工程化思維以后,合成生物學+生物制造就發(fā)展到了第二個階段,我們叫做生物制造2.0。所有的細胞都可以重新設計,像設計一臺機器一樣,原來不能做某個事情,現(xiàn)在給細胞加一條命令,加一條代謝通路,它就可以了。所以細胞在某種意義上跟一個計算機是沒啥差別的,只是計算機通過0跟1來控制,來編程。生命是通過四個字母ATGC來進行編程,就可以做相似與計算機的很多工作;把它放到生物反應中,也可以生產出很多產品。但是這樣就要求我們在一線的工程師能夠設計一些指令ATGC的序列,給這個細胞做它不同的生產工作,同時又能把這個小細胞放在反應器里頭,讓它能夠在最佳的條件下生產出我們所需的產品。這一塊是化工的知識。很多學生物的人又不怎么會化工,化工學者也不怎么懂細胞,當然現(xiàn)在化工生物結合的越來越好,那生物人也懂細胞,細胞人也懂化工,這個領域發(fā)展也真正進入了生物制造2.0。往前走,未來的生命科學,生物制造,我們需要不但是化工的,還有生物的,還有AI的人來設計新的生命,還有一些自動控制來控制整個生物制造的過程。還有就是下游的產物純化,可能更多的是由材料學和工藝學的人來參與,所以未來一線的工程師需要有生命科學,有分子,有培養(yǎng)細胞的技能,有化工的知識,還有自動控制數(shù)字化的技術,了解設備,才能夠把整個過程做的更好。
中宏網記者:對于大學學者來說,發(fā)揮大眾傳媒的渠道和公眾進行公共話題的交流和溝通意義重大,您對此有何心得或建議?
陳國強:我們大部分時間都是同行交流,所謂的牧師對牧師布道。當然講的都是特別窄的領域,受眾也不會太多。怎么樣把這種很重要的理論,講得大家都能聽懂,還是蠻重要的。我以前參加過央視走進科學頻道,他們會到實地,到實驗室去拍你所說的,那種傳播就挺好。現(xiàn)在短視頻傳播效果很好,因為它很短的幾句話就把這個過程講明白了,對于快速獲得知識還是挺有用的。包括劉老師剛才講到網紅,就講一點點,因為它短、聚焦,所有人一看都明白。像這種專家談也重要,但是必須很專業(yè)的人才會聽很久,未來是不是能夠用短視頻,把一些特別復雜的東西用圖片、視頻講清楚,可能對傳播科學更有用。我印象深刻的就是我們這個領域有一個技術叫做基因編輯的技術,叫CRISPR/Cas,你講了半天,可能普通老百姓不一定能夠掌握,但是有人制作一個視頻大概30秒,然后給我爸看一下,我爸90多歲,他能看出來門道,說明這個視頻制作挺成功的。就是未來的傳播形式要短,通過圖片、動畫或者是視頻,把一個特別復雜的東西講清楚,這應該是未來傳播科學的一個比較有效的方法。
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