你的背包，可能是细菌“吐”出来的
图：生物制造经由表示图。北京化工大学提供 网友：最近，生物制形成了热词。我很深嗜，什么是生物制造？它奈何窜改咱们的生存？ 裁剪：刻下，新一轮科技创新和产业变革长远发展，以生物制造等为代表的新兴产业成为我国教育发展新动能、打造发展新上风的伏击鸿沟，正在悄然窜改着咱们的分娩与生存。本期“院士讲科普”，咱们邀请中国工程院院士、北京化工大学校长谭天伟，谈谈生物制造奈何智造畴昔。 “有生命的工场”开辟新的制造旅途 提及“制造”，东说念主们平常会思到机器轰鸣、机械臂摆动的钢铁工场。然则，有一种“制造”却毫...
图：生物制造经由表示图。北京化工大学提供
网友：最近，生物制形成了热词。我很深嗜，什么是生物制造？它奈何窜改咱们的生存？
裁剪：刻下，新一轮科技创新和产业变革长远发展，以生物制造等为代表的新兴产业成为我国教育发展新动能、打造发展新上风的伏击鸿沟，正在悄然窜改着咱们的分娩与生存。本期“院士讲科普”，咱们邀请中国工程院院士、北京化工大学校长谭天伟，谈谈生物制造奈何智造畴昔。
“有生命的工场”开辟新的制造旅途
提及“制造”，东说念主们平常会思到机器轰鸣、机械臂摆动的钢铁工场。然则，有一种“制造”却毫不疏通，是“有生命的工场”——这即是生物制造。
所谓生物制造，即是哄骗微生物、动物或植物细胞等生命单位，通过瞎想、改造、规定它们的代谢旅途，分娩东说念主们思要的物资。简而言之，生物制造即是让生命来“造东西”。
比如，传统发酵本领是让酵母分娩酒，而哄骗当代生物制造本领，科学家不错让它分娩药物分子、香料、塑料致使燃料。不错说，生物制造是传统发酵产业与合成生物学的连结，它不再依赖石油、煤炭等，而是以糖、秸秆、二氧化碳等可再生资源为原料，分娩东说念主类日常生存所需的材料和化学品。
生物制造之是以被称为畴昔产业，在于它不是对传统产业的延展，而是另辟了一条以生命为能源的制造旅途。这条路伏击在那里？
起初，生物制造是助力杀青“双碳”瞎想的要津本领捏手。传统制造业以石油、煤炭等化石资源为基础，而生物制造用的是糖、淀粉、二氧化碳等可再生资源。微生物在生物反映器中“吃”掉这些原料，代谢出高附加值产物，杀青了“以生替化”“以碳养碳”。
其次，生物制造的原料更世俗、过程更绿色、分娩更智能。生物制造用生命的聪敏取代一般的工艺经由，让工场更像“生态系统”，制造过程更高效、智能。举例，二氧化碳可被滚动为燃料和化学品；农作物秸秆能被“吃”成可降解塑料；菌种可分娩药物、香料、纤维。
更伏击的是，借助东说念主工智能与合成生物学，科学家不错“编程生命”：像写代码不异瞎想微生物的基因，让其按照东说念主类的需求分娩特定分子。这种“可编程制造”，让生物制造开释更大的后劲。
把柄有关机构掂量，到2050年，群众约60%的工业产物可通过生物制造分娩。生物制造畴昔产生的经济价值或将普及30万亿好意思元。
我国正加速布局生物制造产业。2024年《政府责任解释》提议积极打造生物制造等新增长引擎；“十五五”谋划建议提议“前瞻布局畴昔产业”，鼓舞生物制造等成为新的经济增长点。如今，我国在发酵产能、产业范畴、工程化警戒等方面已具备率先上风，有望在这场畴昔产业的发展中占据伏击位置。
生物制造窜改了传统分娩的逻辑
如若说工业创新让机器替代了手工，那么生物制造即是让生命替代机器。生物制造正融入咱们生存的方方面面，并悄然窜改着分娩的逻辑。
在实验室里“种”肉、在发酵罐里“造”卵白，这听起来像科幻，但已成为推行。通过细胞培养和微生物发酵本领，无需通过繁衍，即可教育出口感和养分都与简直肉类相似的“细胞肉”。这种分娩形式不仅从简资源，还能显耀减少甲烷排放，为食粮安全和生态均衡提供了新决策。此外，微生物卵白、合成乳成品、植物基食物等新式食材也正被摆上餐桌。
前锋产业是碳排放大户，生物制造则为“绿色前锋”提供了可能。科学家已能让细菌“吐出”丝卵白，作念成柔嫩耐磨的生物丝绸；藻类和真菌能合成可降解纤维，替代聚酯、尼龙等石化纺织品。一些品牌正尝试用菌丝皮革制作包袋、鞋子，这种“会呼吸的皮革”无需使用动物毛皮，且能被当然降解。
在建筑鸿沟，科学家哄骗“生物砖”本领，让真菌菌丝和矿物颗粒连结，形成坚韧、轻质的砖块。这些砖在湿气环境下能自我开荒、经受二氧化碳。再互助生物基涂料、生物胶黏剂，畴昔的建筑或将成为“绿色生命体”，既环保又安全。
畴昔的汽车、飞机，可能用上“二氧化碳作念的油”。某些稀疏菌种能“吃”二氧化碳、“吐”出酒精或航空燃料。现在，我国已杀青生物基航空燃料的交易试飞。此外，生物制造还能分娩高性能润滑油、轮胎橡胶等材料，让交通出行杀青绿色化。
在医学鸿沟，生物制造正在重塑药物的分娩形式。曩昔需要几百个工序才能合成的药物分子，如今微生物几天就能完成。更先进的合成生物学还能让细胞分娩个体化药物，如CAR—T细胞疗法、基因裁剪药物、重组卵白药物等，让颐养愈加精确、高效。畴昔，医师好像能成功在病院里“打印”药物和组织器官，提供个性化医疗。
构建自主可控的本领底座是难题
挑战一：补王人底层才智，创新体系亟待冲破。生物制造的要点在于“瞎想生命”，这需要宏大的底层才智：基因裁剪用具、菌种设臆度法、酶工程本领、代谢旅途数据库等，但这些是现在我国相对薄弱的表率。中枢菌种仍多依赖国际资源；要津酶和生物反映器部分零部件尚需入口；工业级生物信息数据库尚未全都竖立。要杀青简直的“生命智造”，必须攻克这些基础性难题，构建自主可控的本领底座。
挑战二：科研效用产业化落地存在烦躁。好多生物制造本领在实验室里还是熟识，但在产业化过程中却卡在中试阶段。生物反映过程极其复杂，菌种在小试时活跃，到大范畴发酵罐中却“歇工”；资本规定、相识性、安全性等亦然平常濒临的问题。现在，我国正在加速建设国度级中老师证平台，鼓舞科研与产业邻接。畴昔，这些平台将成为生物制造从“论文”变成“产物”的桥梁，让更多科研效用走向阛阓。
挑战三：计策与表率体系需连接探索。新本领要参预生存，离不开轨制保险。现在，生物基产物的低碳认证、生物安全评估、阛阓准入机制仍待细化。奈何量化生物制造产物的碳减排孝敬？奈何评估合成微生物的环境风险？这些都需要竖立斡旋的表率。
“东说念主工智能+”“碳轮回制造”“跨界交融”是趋势
趋势一：“东说念主工智能+生物制造”——让“瞎想生命”像写代码。东说念主工智能正在成为生物制造的新引擎。通过机器学习，东说念主工智能不错匡助科学家掂量基因突变效果、优化代谢旅途、快速筛选高产菌株。以前纠正一个菌种需要几年时刻，通过东说念主工智能不错把时刻裁汰到几周。
趋势二：碳轮回制造——从“碳花消”迈向“碳轮回”。以二氧化碳为原料的“碳捕集+生物滚动”本领已得转头要冲破。畴昔，越来越多工场不仅无须排放二氧化碳，还能“吃碳吐产物”。这意味着制造业或将从“碳花消”迈向“碳轮回”。
趋势三：跨界交融——从单一本领到生态收罗。畴昔的生物制造将不再是单一本领，而是一个多学科交融的生态收罗：生物学与材料科学连结，催生新式生物材料；生物本领与能源产业连结，形成绿色燃料体系；生物制造与智能制造连结，出身自动化、数字化、可编程的“生命工场”。
（作家为中国工程院院士、北京化工大学校长）
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