您的位置：首页 > 社会 > 科学 > 科技机构成果 科技机构成果
重大科技基础设施开建
作者：王小广主编 杨柳著 来源：源头与活水 ：新型科研机构 责任编辑：深小安 2023-03-28 人已围观
合成生物大设施作为深圳市光明区科学城优先启动和布局的重点建设 项目之一，由深圳市政府投资，深圳先进院牵头建设，华大生命科学研究 院、深圳市第二人民医院参与建设。合成创新院和合成生物大设施“二位一体、同步建设”。合成创新院集合其现有优势，负责合成生物大设施的具体实施。这个项目设备总投资近十亿元，是合成生物学领域全球首个启 动筹建的大型基础设施。未来，合成生物大设施将发展成为具有国际水准和引领作用的生命科学研发平台，有机融合 BT（多点共享协议）与 IT （信息技术）、科技与产业、科研与教育。
合成生物大设施旨在建设一个针对人工生命体智能化设计及自动化铸造的基础大平台。基于生物计算模型、复杂通路模拟、模块化元件等手段 提升合成生物理性设计能力；将先进自动化工程技术与核酸合成、基因组 编辑和连续定向进化等生物技术相结合，实现人工生命体的高通量低成本 合成；运用标准化实验测试手段获得可用于深度学习的标准化、多维度、 多模态的生物大数据，进而缩短“设计—合成—测试—学习”的周期， 大幅提升合成生物设计与构建能力。
刘陈立介绍，合成生物大设施将打造一个用户的“云端实验室”和运 营者的“智能实验室”二位一体的合成生物研究平台，不仅对学术界开 放，也对产业界开放。合成创新院通过设置专职管理及技术服务团队，提 供国际一流的技术保障和资源条件，面向全球合成生物相关的科研团队和 企业，以引进团队、设立杰出客座 PI 研究组、柔性聘用、设置开放类项 目等形式，对合成生物学领域的多个方向进行深度合作与研究。
根据规划，合成大设施重点建设设计学习、合成测试、用户检测三大平台。设计学习平台利用生物信息、数理模型、生物合成大数据及人工智 能等手段，针对特定科学需求，提供实验方案，并生成合成测试平台的可执行指令。软件工具及数据库以自主研发为主。
合成测试平台主要由大片段 DNA（华大生命科学研究院协助建设）、 噬菌体、细菌、酵母等系统组成，将通过搭建自动化模块，作为“功能 岛”执行特定功能，并根据需求实现各类“生产线”的柔性化集成；关键 技术装备研制遵循红蓝军路线，兼顾自主创新与吸收国外先进技术。
用户检测平台整合蛋白质与代谢产物分析、底盘细胞放大培养、高级 成像三大检测系统，对合成产物进行多模态、跨尺度的全方位测试。
为了给合成生物大设施建设提供重要的技术保障和团队保障，同时进行重大关键技术的攻关，2019 年 10 月，围绕实现特定功能的高通量模块 化仪器开发、实现模块化生产线间的高度自动化物料递送目标、架构高通 量操作的一体化软件三个方向的关键技术与设备研发项目正式启动。项目 规划用三年时间，掌握核心技术，完成可自主集成、高度自动化的小型示 范线，并应用到合成生物大设施的规模化建设中。
合成生物大设施装置的整体建设准备工作也按计划如期推进，已在 2019 年 11 月 7 日获得了深圳市发展和改革委员会对可行性研究报告的批 复，于 2020 年上半年完成工程的初步设计与概算工作，在 2020 年下半 年开始进行第一批设备的招标采购，正式进入建设期的第一阶段。
傅雄飞博士透露，合成生物大设施的建设过程也充分发挥协同建设的 优势。不同单位根据技术需求紧密配合，开展科研攻关，取得了很好的效 果。而且，合成生物大设施在科学管理机制建设、国际合作方面都取得了 实质进展，已经建立了由国内外合成生物学领域著名专家组成的科学顾问 委员会，将对合成生物大设施的重大科学和技术方案提供评审和咨询意见；建立了以粤港澳大湾区及国内用户代表组成的用户顾问委员会，在设 施的设计、建设和发展过程中充分听取用户意见；2019 年 5 月 9 日，深 圳先进院与美国劳伦斯伯克利国家实验室、英国帝国理工学院等来自全球 8 个国家的 16 所顶尖合成生物设施机构联合发起，在日本神户正式成立国 际合成生物设施联盟（Global Biofoundry Alliance），将以在全球推动合 成生物设施建设为目标，共享基础设施、开放标准、最佳案例，互通数据 资源，共同应对可持续发展等全球性科学挑战。
依托合成生物大设施，细化适用于自动化、高通量设备平台的标准化 实验方法、算法和流程，推动合成生物研究过程和工程流程的标准化，揭 示人工生物系统的设计与合成原理。光明科学城布局建设的合成生物大设 施是创新链条的上游环节，聚焦于科研与原始创新，直接产出科学的原创 发现，从而解决“从 0 到 1”的问题。然而，要以合成生物学技术解决实 际问题，就需要把合成生物学研究从机理上的原创发现转化为小规模试 验，再扩展到成熟的大规模生产。这种一路推进到产品上市的全链条产业 化仅依靠合成生物大设施是远远不够的。
合成生物大设施旨在建设一个针对人工生命体智能化设计及自动化铸造的基础大平台。基于生物计算模型、复杂通路模拟、模块化元件等手段 提升合成生物理性设计能力；将先进自动化工程技术与核酸合成、基因组 编辑和连续定向进化等生物技术相结合，实现人工生命体的高通量低成本 合成；运用标准化实验测试手段获得可用于深度学习的标准化、多维度、 多模态的生物大数据，进而缩短“设计—合成—测试—学习”的周期， 大幅提升合成生物设计与构建能力。
刘陈立介绍，合成生物大设施将打造一个用户的“云端实验室”和运 营者的“智能实验室”二位一体的合成生物研究平台，不仅对学术界开 放，也对产业界开放。合成创新院通过设置专职管理及技术服务团队，提 供国际一流的技术保障和资源条件，面向全球合成生物相关的科研团队和 企业，以引进团队、设立杰出客座 PI 研究组、柔性聘用、设置开放类项 目等形式，对合成生物学领域的多个方向进行深度合作与研究。
根据规划，合成大设施重点建设设计学习、合成测试、用户检测三大平台。设计学习平台利用生物信息、数理模型、生物合成大数据及人工智 能等手段，针对特定科学需求，提供实验方案，并生成合成测试平台的可执行指令。软件工具及数据库以自主研发为主。
▲合成生物大设施建筑俯瞰效果图
用户检测平台整合蛋白质与代谢产物分析、底盘细胞放大培养、高级 成像三大检测系统，对合成产物进行多模态、跨尺度的全方位测试。
为了给合成生物大设施建设提供重要的技术保障和团队保障，同时进行重大关键技术的攻关，2019 年 10 月，围绕实现特定功能的高通量模块 化仪器开发、实现模块化生产线间的高度自动化物料递送目标、架构高通 量操作的一体化软件三个方向的关键技术与设备研发项目正式启动。项目 规划用三年时间，掌握核心技术，完成可自主集成、高度自动化的小型示 范线，并应用到合成生物大设施的规模化建设中。
合成生物大设施装置的整体建设准备工作也按计划如期推进，已在 2019 年 11 月 7 日获得了深圳市发展和改革委员会对可行性研究报告的批 复，于 2020 年上半年完成工程的初步设计与概算工作，在 2020 年下半 年开始进行第一批设备的招标采购，正式进入建设期的第一阶段。
▲合成生物大设施建筑施工场景
依托合成生物大设施，细化适用于自动化、高通量设备平台的标准化 实验方法、算法和流程，推动合成生物研究过程和工程流程的标准化，揭 示人工生物系统的设计与合成原理。光明科学城布局建设的合成生物大设 施是创新链条的上游环节，聚焦于科研与原始创新，直接产出科学的原创 发现，从而解决“从 0 到 1”的问题。然而，要以合成生物学技术解决实 际问题，就需要把合成生物学研究从机理上的原创发现转化为小规模试 验，再扩展到成熟的大规模生产。这种一路推进到产品上市的全链条产业 化仅依靠合成生物大设施是远远不够的。
很赞哦！ ( )
评论
0
