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长江日报大武汉客户端8月5日讯(记者王春岚 邹婵娟 黎清)“只要有一个化合物结构,通过‘搭配’不同的基因、蛋白,就可在细胞中衍生出各种不同的化合物。通过合成生物学来设计新药,犹如摆拼图一样易行。”8月5日,2022年世界大健康院士论坛在武汉以全程线上形式召开。中国科学院院士、武汉大学药学院院长邓子新在主题为“合成生物学与大健康”的演讲中表示,作为新兴学科,合成生物学颠覆传统合成工艺,在大健康领域的应用前景非常广阔。
邓子新院士。
邓子新院士长期从事微生物代谢的分子生物学研究,主攻放线菌遗传学及抗生素生物合成的化学生物学。他介绍,青霉素的发现和应用创造了医学奇迹,但随着时代的发展分子生物学技术在中医药研究中的应用,现在,从微生物中自然筛选出一种抗生素新药,平均需要8年或10年之久,传统方式的研发速度已跟不上现代需求。而合成生物学向大健康领域的渗透,为传统模式带来了革新与颠覆。
合成生物学研究什么?邓子新院士介绍,基因的生命科学已经历了3次革命,在双螺旋结构的发现和人类基因的测序技术发展基础上,现已进入生物体系的工程化阶段,可通过人工设计构建新的生命系统,或对已有生物系统进行优化等,“犹如建造房子,先明确需求,再进行蓝图设计,接着备料、施工、装修分子生物学技术在中医药研究中的应用,成型后再布置各个房间的功能”。
他在演讲中介绍了青蒿素的案例:青蒿素从黄花蒿里提取,仅靠天然原料很难满足实际需求;利用合成生物学,将其基因放入“微生物细胞工厂”,通过微生物发酵就能实现合成。
而对于一些来源于微生物的抗生素老药,利用合成生物技术也可以设计出新品,同时改善微生物药物的毒性和抗药性。
此前,维生素E全凭化学合成,技术被国外垄断数十年。2018年,邓子新院士团队创造性采用微生物发酵来参与维生素E的合成,不仅成本低、能耗低、过程简化,且产品纯度高,迅速颠覆传统产业,填补了中国长期没有维生素E完整产业链的空白。
“这是未来合成生物学智造产品的颠覆性、低成本生产方式。今后,合成生物技术将使新药设计如摆拼图,只要有一个化合物结构,用不同的基因、蛋白,就可在细胞中衍生出各种不同的化合物,各类衍生药就能成批涌现。”邓子新院士认为,合成生物学在大健康领域的发展前景非常广阔,可颠覆传统工艺、打破现有垄断,驱动传统产业向高端产业的转型升级,催生一批自主知识产权的新产品。
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