中宏網(wǎng)北京3月21日電 (記者 王鏡榕 視頻報(bào)道 張緯宇)在2024年全國兩會(huì)勝利召開,學(xué)習(xí)貫徹兩會(huì)精神之際,“中宏論壇——攜手高校中宏觀察家面對面(清華篇)”網(wǎng)絡(luò)直播活動(dòng),于3月20日下午在清華大學(xué)未來媒體實(shí)驗(yàn)室舉行。
清華大學(xué)合成與系統(tǒng)生物學(xué)中心主任陳國強(qiáng)。 中宏網(wǎng)記者 康書源攝
聚焦“以新質(zhì)生產(chǎn)力推動(dòng)高質(zhì)量發(fā)展”主題,清華大學(xué)合成與系統(tǒng)生物學(xué)中心主任、“合成生物學(xué)”項(xiàng)目首席科學(xué)家、教育部長江學(xué)者特聘教授陳國強(qiáng)接受本網(wǎng)記者現(xiàn)場訪談。以下是陳國強(qiáng)訪談實(shí)錄:
生物制造讓綠水青山成為金山銀山
中宏網(wǎng)記者:在新時(shí)代提出新質(zhì)生產(chǎn)力,您怎么看這個(gè)概念提出的時(shí)代背景和它的特殊的內(nèi)涵?
陳國強(qiáng):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(zhì)生產(chǎn)力也包括綠色制造,生物制造是綠色制造之一。整個(gè)世界的制造分成兩個(gè),一個(gè)是生物的,一個(gè)是非生物的。我們?nèi)祟愐捕际巧镏圃斐鰜淼膶Π??我說的生物制造是用細(xì)胞或者用酶,細(xì)胞里頭的催化劑叫做酶來催化一些反應(yīng)。制造還有化工制造,就是用有機(jī)溶劑,用石油做原料。這個(gè)過程也有一定風(fēng)險(xiǎn),大家經(jīng)常聽到爆炸、燃燒,都跟化工有很大關(guān)系。現(xiàn)在技術(shù)越來越先進(jìn),保護(hù)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(gè)領(lǐng)域,所有的反應(yīng)都是在室溫,還有正常的壓力,水里進(jìn)行,所以不會(huì)有爆炸燃燒這種事,而且生命在水里生長,也不會(huì)有太多的氣味和毒性,未來的生活方式或者未來的生產(chǎn)方式,可能更多依賴于在水里進(jìn)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(shí)際上都是用生物方法制造出來,用化學(xué)做也可以,但會(huì)付出很多能量和環(huán)境的代價(jià)。
傳統(tǒng)制造中國事實(shí)上規(guī)模特別大。我們雖然是個(gè)制造大國,但是制造出來的東西,附加值相對比較低,當(dāng)然有內(nèi)卷的原因。我們付出了很多,但是我們沒有得到很多經(jīng)濟(jì)回報(bào)?,F(xiàn)在提出新質(zhì)生產(chǎn)力,我自己的理解就是用新的技術(shù)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(xué),對細(xì)胞進(jìn)行編程,使得我們的細(xì)胞可以滿足生產(chǎn)的需求,對我們的產(chǎn)品進(jìn)行更有效的生產(chǎn)。這樣,生物制造就賦予了新的活力,我們把細(xì)胞改造的更有效,能夠做更多的產(chǎn)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(fù)擔(dān),減少二氧化碳排放,而且能夠提高我們整個(gè)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(gè)概念。
不僅是顛覆性技術(shù),還要因地制宜
中宏網(wǎng)記者:發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力,我們還存在很多的短板。短板背后昭示我們?nèi)孕枰嫔罨母铮鶑氖骂I(lǐng)域在發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力方面面臨哪些瓶頸、困擾,或者短板?
陳國強(qiáng):生物制造這個(gè)領(lǐng)域,幾十年來我們都是跟著國外用他們的菌種、生產(chǎn)方式、工藝來做我們的產(chǎn)品,然后我們進(jìn)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(xué)的實(shí)驗(yàn)室用了30年時(shí)間換了一個(gè)賽道,我們把它叫做“下一代工業(yè)生物技術(shù)”,我們找到了一個(gè)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(gè)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(gè)發(fā)酵體系中,它不需要有滅菌,不會(huì)有染菌,不會(huì)有過程不穩(wěn)定問題,整個(gè)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(jìn)行。這樣,我們的生物制造就更有競爭力了,我們當(dāng)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(fù)雜性,在操作人員要求上都會(huì)有很大的競爭力,這個(gè)下一代工業(yè)生物技術(shù)由我們提出來,相當(dāng)于換了一個(gè)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(gè)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(chǎn)品,開拓了整個(gè)生物制造的新的生產(chǎn)方式,所以我認(rèn)為這應(yīng)該是新質(zhì)生產(chǎn)力的一個(gè)相當(dāng)好的舉例。
中宏網(wǎng)記者:習(xí)近平總書記強(qiáng)調(diào)要因地制宜發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力。那么,如何準(zhǔn)確地理解因地制宜呢?如何精準(zhǔn)地施策做到因地制宜呢?
陳國強(qiáng):這件事對生物制造來說是特別重要的。因?yàn)樵蠜Q定了生物制造能不能進(jìn)行下去。生物制造用的原料主要是農(nóng)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(nóng)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(chǎn)地,利用產(chǎn)地的原料進(jìn)行大規(guī)模制造。生物制造還有一個(gè)特點(diǎn),它的反應(yīng)器或者它的下游的設(shè)備都是很相似,只是規(guī)模大小不一樣而已,所以搞重復(fù)性建設(shè)浪費(fèi)資源,也浪費(fèi)土地。我們現(xiàn)在在做的就是跟一些已經(jīng)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(jīng)驗(yàn),跟這些企業(yè)合作起來速度會(huì)快很多。未來我們的整個(gè)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(yīng)、還有環(huán)境危機(jī)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(shí)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(jìn)行制造,這樣的話就不會(huì)與其他的地方去爭奪淡水資源。
總之,對新質(zhì)生產(chǎn)力,不但是新技術(shù)的顛覆性突破,還要因地制宜,根據(jù)每個(gè)制造的特點(diǎn)來做我們相應(yīng)的調(diào)整。
把握跨學(xué)科訓(xùn)練與高效傳播新路徑
中宏網(wǎng)記者:發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力對跨學(xué)科、交叉學(xué)科培養(yǎng)人才提出了新要求,我們?nèi)绾蝸砑訌?qiáng)戰(zhàn)略人才的儲(chǔ)備,適應(yīng)新質(zhì)生產(chǎn)力的發(fā)展?
陳國強(qiáng):跨學(xué)科的訓(xùn)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(chǎn)一線進(jìn)行生物制造。他們能夠進(jìn)行很好的發(fā)酵,培養(yǎng)微生物,用酶轉(zhuǎn)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(gè)細(xì)胞為什么能夠做這份工作,對吧?由于合成生物學(xué)的出現(xiàn)使得我們認(rèn)為,生物原來也可以當(dāng)作一個(gè)機(jī)器來進(jìn)行優(yōu)化,進(jìn)行拆卸,進(jìn)行重新設(shè)計(jì),重新組裝。生物的工程化思維以后,合成生物學(xué)+生物制造就發(fā)展到了第二個(gè)階段,我們叫做生物制造2.0。所有的細(xì)胞都可以重新設(shè)計(jì),像設(shè)計(jì)一臺(tái)機(jī)器一樣,原來不能做某個(gè)事情,現(xiàn)在給細(xì)胞加一條命令,加一條代謝通路,它就可以了。所以細(xì)胞在某種意義上跟一個(gè)計(jì)算機(jī)是沒啥差別的,只是計(jì)算機(jī)通過0跟1來控制,來編程。生命是通過四個(gè)字母ATGC來進(jìn)行編程,就可以做相似與計(jì)算機(jī)的很多工作;把它放到生物反應(yīng)中,也可以生產(chǎn)出很多產(chǎn)品。但是這樣就要求我們在一線的工程師能夠設(shè)計(jì)一些指令A(yù)TGC的序列,給這個(gè)細(xì)胞做它不同的生產(chǎn)工作,同時(shí)又能把這個(gè)小細(xì)胞放在反應(yīng)器里頭,讓它能夠在最佳的條件下生產(chǎn)出我們所需的產(chǎn)品。這一塊是化工的知識(shí)。很多學(xué)生物的人又不怎么會(huì)化工,化工學(xué)者也不怎么懂細(xì)胞,當(dāng)然現(xiàn)在化工生物結(jié)合的越來越好,那生物人也懂細(xì)胞,細(xì)胞人也懂化工,這個(gè)領(lǐng)域發(fā)展也真正進(jìn)入了生物制造2.0。往前走,未來的生命科學(xué),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(shè)計(jì)新的生命,還有一些自動(dòng)控制來控制整個(gè)生物制造的過程。還有就是下游的產(chǎn)物純化,可能更多的是由材料學(xué)和工藝學(xué)的人來參與,所以未來一線的工程師需要有生命科學(xué),有分子,有培養(yǎng)細(xì)胞的技能,有化工的知識(shí),還有自動(dòng)控制數(shù)字化的技術(shù),了解設(shè)備,才能夠把整個(gè)過程做的更好。
中宏網(wǎng)記者:對于大學(xué)學(xué)者來說,發(fā)揮大眾傳媒的渠道和公眾進(jìn)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(qiáng):我們大部分時(shí)間都是同行交流,所謂的牧師對牧師布道。當(dāng)然講的都是特別窄的領(lǐng)域,受眾也不會(huì)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(jìn)科學(xué)頻道,他們會(huì)到實(shí)地,到實(shí)驗(yàn)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?yàn)樗芏痰膸拙湓捑桶堰@個(gè)過程講明白了,對于快速獲得知識(shí)還是挺有用的。包括劉老師剛才講到網(wǎng)紅,就講一點(diǎn)點(diǎn),因?yàn)樗?、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(huì)聽很久,未來是不是能夠用短視頻,把一些特別復(fù)雜的東西用圖片、視頻講清楚,可能對傳播科學(xué)更有用。我印象深刻的就是我們這個(gè)領(lǐng)域有一個(gè)技術(shù)叫做基因編輯的技術(shù),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(gè)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(gè)視頻制作挺成功的。就是未來的傳播形式要短,通過圖片、動(dòng)畫或者是視頻,把一個(gè)特別復(fù)雜的東西講清楚,這應(yīng)該是未來傳播科學(xué)的一個(gè)比較有效的方法。
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