央視網(wǎng)消息：“生命的長度由什么決定？”“智力又從何而來？”“癌癥什么時候能夠攻克？”“人機共生何時能夠?qū)崿F(xiàn)？”這一系列問題都指向一個與人類生命現(xiàn)象與本質(zhì)息息相關(guān)的學(xué)科——生命科學(xué)。
新中國75年來，我國在生命科學(xué)領(lǐng)域的研究一路加速發(fā)展。新中國成立初期，我國關(guān)于生命科學(xué)的研究主要集中在藥物、營養(yǎng)、傳染病等有迫切應(yīng)用需求的領(lǐng)域。
1950年到1970年，沙眼病原的發(fā)現(xiàn)、嗎啡作用位點、人工牛胰島素合成、青蒿素的發(fā)現(xiàn)等一系列重大科研成果使我國在世界生命科學(xué)研究領(lǐng)域格外耀眼。
上世紀八十年代之后，我國生命科學(xué)研究進入發(fā)展“快車道”。基因組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)、代謝組學(xué)等多組學(xué)分析與細胞圖譜研究不斷進步。
黨的十八大以來，我國在生命科學(xué)的前沿領(lǐng)域不斷探索，腦科學(xué)與神經(jīng)科學(xué)研究持續(xù)推進，合成生物學(xué)在基因組設(shè)計與合成中實現(xiàn)突破，技術(shù)革新、學(xué)科融合推動表觀遺傳學(xué)快速發(fā)展，再生醫(yī)學(xué)為重大慢性疾病的治愈帶來希望，人工智能進一步滲透中國醫(yī)療健康領(lǐng)域……在生命科學(xué)領(lǐng)域，我國逐步實現(xiàn)從跟跑到領(lǐng)跑的跨越式發(fā)展。
合成生物 探索人類生命健康奧秘
合成生物學(xué)是生命科學(xué)領(lǐng)域的前沿?zé)狳c。合成生物技術(shù)簡單來說就是科學(xué)家將具有各種特性的細胞、基因片段、蛋白質(zhì)等“零部件”有機地組合在一起，對生命體進行設(shè)計改造，乃至設(shè)計出全新的生命體。利用先進的合成生物技術(shù)，科學(xué)家們實現(xiàn)了哪些“不可能”？
在中國科學(xué)院深圳先進技術(shù)研究院合成生物學(xué)研究所材料合成生物學(xué)研究中心，經(jīng)過基因改造后的益生菌，可以變成“智能活體膠水”。進入人體后，它能自發(fā)尋找腸道中的出血位置，并且封堵出血傷口，可以用來治療腸道炎癥性疾病。
合成生物學(xué)的核心在于精準地控制生物過程，進而探索生命運行的規(guī)律，并賦予其新的生命功能。近年來，我國科學(xué)家采用工程化設(shè)計理念，對生命體進行理性設(shè)計，促進了人類對生命體從認識、改造到合成、設(shè)計的質(zhì)變。這在醫(yī)療、能源、環(huán)保、農(nóng)業(yè)等多個方面具有巨大應(yīng)用潛力。
深圳人民醫(yī)院有一位患者，肺部感染了多重耐藥的鮑曼不動桿菌，這意味著臨床上常用的抗生素基本無效。如果利用合成生物技術(shù)，科學(xué)家可以重新編輯和改造了噬菌體基因組，賦予噬菌體更好的安全性和有效性，患者體內(nèi)感染的多重耐藥菌可以被成功清除掉。
2024年1月，我國科研團隊突破抗癌藥物紫杉醇的全人工合成。在此之前，另一個重要的抗瘧疾藥物青蒿素，也已經(jīng)實現(xiàn)了人工合成。過去，青蒿素、紫杉醇等很多中草藥中的活性成分都需要在植物中提取。現(xiàn)在，通過開發(fā)、設(shè)計新的微生物菌株，用合成生物技術(shù)就能“走捷徑”得到同樣的成分，而且效率更高、成本更低。目前，人工合成的抗瘧疾藥物青蒿素已經(jīng)量產(chǎn)，解決了發(fā)展中國家每年數(shù)億瘧疾患者的用藥問題。
青蒿素：中國獻給世界的禮物
青蒿被稱為“中國神草”，由它作為原材料研制而成的青蒿素是中國獻給世界的禮物。
青蒿素早期的研究過程沒有信息技術(shù)助力，為了得到對瘧疾抑制率達到100%的青蒿乙醚中性提取物，屠呦呦團隊進行了300多次篩選實驗。為了能盡快把乙醚中性提取物拿到瘧疾疫區(qū)試用，屠呦呦和研究組的成員只能“以身試藥”。如今，用合成生物技術(shù)，100立方米工業(yè)發(fā)酵罐生產(chǎn)出的青蒿素，與5萬畝農(nóng)業(yè)種植獲得的產(chǎn)量相當。敢于“啃”硬骨頭 方能成就大學(xué)問
中國獻給世界的禮物遠遠不只青蒿素。一代代科學(xué)家，以敢啃硬骨頭的精神，為世界生物學(xué)領(lǐng)域做出了巨大貢獻。
在中國科學(xué)院分子細胞科學(xué)卓越創(chuàng)新中心，一臺老柜子與高科技的實驗場景顯得格格不入。正是這個老物件記錄了中國在世界上首次人工合成蛋白質(zhì)——牛胰島素的激動瞬間。
1965年9月17日，隨著這臺柜子里的小白鼠發(fā)生驚厥反應(yīng)，實驗室也沸騰了起來。歷時近7年的牛胰島素人工合成研究工作終于獲得成功。
1958年夏天，時任中國科學(xué)院生化所所長王應(yīng)睞帶領(lǐng)團隊確定了一個大膽的研究方向——合成一個蛋白質(zhì)。在那個年代，世界上還沒有任何國家成功合成過蛋白質(zhì)。當時，生化所選定胰島素作為合成對象，但找不到有相關(guān)經(jīng)驗的科研人員，儀器設(shè)備幾乎完全空白，就連合成胰島素所需的原料——氨基酸也非常匱乏。
沒有氨基酸，就自己動手研究生產(chǎn)。1958年底，東風(fēng)生化試劑廠組建完成，這是我國第一個專門生產(chǎn)氨基酸的工廠。次年1月，胰島素人工合成工作正式啟動。
此前，學(xué)界普遍認為，天然胰島素的二硫鍵被拆開、重新組合后，無法重現(xiàn)生物活性。研究員反復(fù)實驗了600多次，終于在1958年10月，將拆合后的生物活性穩(wěn)定恢復(fù)到原有活力的5%至10%。然而，更大的困難還在前方等著他們。胰島素分子的全合成涉及200多步化學(xué)反應(yīng)，任何一步反應(yīng)產(chǎn)物不純，都會影響下一步的合成與最終的結(jié)果。在大兵團作戰(zhàn)期間，研究人員每天除了睡眠時間，幾乎都在實驗室。
為了加快科研進度，生化所、有機所和北京大學(xué)達成協(xié)作。正式協(xié)作兩年之后，終于迎來勝利的曙光。1965年9月17日，人工合成牛胰島素在一片歡呼聲中問世。這是世界上第一次人工合成與天然牛胰島素分子化學(xué)結(jié)構(gòu)相同并具有相同生物活性的蛋白質(zhì)，標志著人類在探索生命奧秘的征途中邁出了里程碑式的一步。
然而，為世界首次人工合成蛋白質(zhì)——牛胰島素工作作出巨大貢獻的協(xié)作組組長王應(yīng)睞堅持不在任何一篇論文上署名。
那個當年在人工合成蛋白質(zhì)——牛胰島素論文中空缺的署名、在報獎中主動劃去的名字，如今在長空中熠熠生輝。
編號355704，這是我國紫金山天文臺近年發(fā)現(xiàn)的一顆小行星。2023年，這顆小行星被國際天文聯(lián)合會正式命名為王應(yīng)睞星。在長長的繞日軌道上，王應(yīng)睞先生的名字伴隨著這顆小行星永遠閃爍在璀璨星空之中，也激勵著一代又一代的科學(xué)家勇毅前行。面向人民生命健康 筑夢求索 逐夢前行
黨的十八大以來，我國在腦科學(xué)、免疫學(xué)、再生醫(yī)學(xué)等前沿領(lǐng)域持續(xù)進步。面向人民生命健康，廣大科技工作者筑夢求索、逐夢前行。
在懷柔科學(xué)城，“十四五”國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施——人類器官生理病理模擬裝置HOPE已經(jīng)開工建設(shè)。未來，“HOPE裝置”可以規(guī)模化擴增千億級細胞，一體化制備大尺度器官，模塊化連接多器官元件。多場景、高效模擬生理功能和病理狀態(tài)，為前沿研究、藥物研發(fā)、再生醫(yī)學(xué)提供“一站式”的開放平臺和開發(fā)環(huán)境。
在中國科學(xué)院精密測量院，研究團隊攻克了新一代肺部成像快速采樣技術(shù)，將采樣時間由原來的6秒縮短到3.5秒。并顯著提升圖像空間分辨率，讓曾是磁共振成像“盲區(qū)”的人體肺部，正變得越來越清晰。
黨的十八大以來，我國醫(yī)療裝備總體規(guī)模以遠超全球醫(yī)學(xué)裝備和我國制造業(yè)的平均增長速度持續(xù)發(fā)展。高端醫(yī)療裝備發(fā)展尤為突出，醫(yī)用重離子加速器、磁共振、彩超、CT等高端醫(yī)療裝備取得重大進展。
面向人民生命健康，我國已建立50個國家臨床醫(yī)學(xué)研究中心，累計研發(fā)成功87個一類新藥，科技為人民生命安全提供了有力保障。
