近日，天津版“國之重器”細胞生態海河實驗室建設取得新進展——實驗室迎來首批科研人員進駐，并開展相關課題研究。
與此同時，目前合成生物學海河實驗室布局的重大項目進展良好，將進一步賦能我市合成生物產業發展。
天津的“國之重器”們，究竟是怎樣開展尖端學科研究的？一起去看看！
細胞生態海河實驗室
迎來首批科研人員進駐
6月15日，天津版“國之重器”細胞生態海河實驗室建設取得新進展——實驗室迎來首批科研人員進駐，并開展相關課題研究。截至目前，細胞生態海河實驗室已完成主體工程建設和竣工驗收，儀器設備也已基本完成購置和調試安裝，且在科技創新發展、多元人才培育及科研成果轉化等方面取得顯著進展。
打造頂尖創新平臺
讓科學家心無旁騖做研發
作為支撐科技創新與成果轉化的高能級載體，細胞生態海河實驗室正著力打造“前沿技術中心”和“產品孵化中心”兩大開放平臺。作為首批進駐的科研人員，細胞生態海河實驗室前沿技術中心主任王洪感觸頗多。“2021年，我入職細胞生態海河實驗室后，就馬不停蹄地參與到實驗室精準質譜中心的籌備建設之中。由于質譜技術比較具有前沿性，對空間、設施、儀器的要求都非常高，從最初的設計規劃階段，到現在的設備裝機調試完成階段，我一直深度參與其中。作為首批入駐的科研人員，我對這里的硬件、軟件和創新環境都十分滿意。”在王洪看來，實驗室是以需求為導向的，立足“解碼細胞生態、呵護人民健康”這一定位，科學家團隊將在這里持續開展創新研發，實現一次又一次技術突破與產品突破。
“正式進駐實驗室后，我將依托前沿質譜和蛋白質組學技術、代謝組學技術，解碼血液系統或重大疾病系統中的細胞生態，發現創新性機制和突破口，進而找到新的治療靶點并開發新的符合臨床需求的細胞產品和細胞藥物，進一步推動疾病治療技術進步，進而呵護人民健康。”王洪表示，細胞生態海河實驗室作為頂尖創新平臺，不僅擁有極為出色的硬件環境，還聚集了一批具備強勁技術實力和技術特色的科學家。在這里，科學家們可以盡情地碰撞創新思想的火花，系統且快速地對課題進行組合攻關，這種環境對實現理論創新、技術創新和產品創新大有裨益。
而為了有效激發發展活力，細胞生態海河實驗室還積極探索建立新型研發機構運營管理模式，圍繞自身特色建立“多樣的自主用人、靈活的市場薪酬、自主的職稱評審、科學的評審評價、多元的資金籌措、協同的產業轉化、賦權的增能激勵”等新型機制體制，并出臺一系列涵蓋科研管理、資金管理、資產管理、項目和產業對接等的管理制度，以機制創新和制度建設最大程度地激勵實驗室人才和其他工作人員發揮工作積極性和創造性。
多點突破
高質量發展成效顯著
6月15日，濱海高新區、中國醫學科學院血液病醫院（中國醫學科學院血液學研究所）（以下簡稱“血研所”）、細胞生態海河實驗室三方簽署合作協議，將以大力推動濱海高新區細胞產業發展、助力“細胞谷”核心區建設為目標，充分發揮濱海高新區在機制靈活、資金和資源等方面的優勢，以及血研所、細胞生態海河實驗室在平臺、技術、人才、成果轉化、創新性細胞產品研發、生產以及吸引風險資金等方面的優勢，圍繞技術創新、人才培養、產品研發和科研成果轉化等開展全面戰略合作。通過三方“強強聯手”，將有效推動以細胞產業為主導的生物醫藥產業在濱海高新區集聚發展，進而培育出良好的產業生態。
而圍繞打造科技創新策源地這一目標，細胞生態海河實驗室去年精準布局的50個“揭榜掛帥”項目均取得實質性進展，其中“血細胞分子圖譜建立與血細胞生態研究”項目榮獲天津市自然科學獎特等獎。今年以來，實驗室以第一單位或通訊單位身份發表SCI論文123篇，其中高水平論文31篇；擁有授權發明專利1項，申請10項，其中國際專利3項。目前，實驗室2023年項目立項工作正在穩步推進。
與此同時，圍繞科技成果轉化，目前，細胞生態海河實驗室已全資成立載體平臺運營公司天海未來（天津）生物科技有限公司，下設3家子公司分別對GMP平臺、孵化器以及生物醫藥供應鏈進行市場化運營。今年4月，天海未來牽頭舉辦了第一屆“天海杯”細胞與基因治療創新創業大賽暨創業講堂。現階段，GMP平臺正在進行設備驗證和體系建設，現已儲備6個項目，部分車間計劃于今年7月底啟動試運行；生物醫藥專業孵化器平臺現已孵化企業12家，通過構建從創新鏈到產業鏈全鏈條的轉化生態體系，可以為入駐團隊和初創企業提供全生命周期支持與服務。
據介紹，下一步，細胞生態海河實驗室將持續產出原創性高質量科技成果，積極吸納創新骨干人才與產業管理人才，進一步推進“前沿技術中心”“產品孵化中心”兩個開放創新平臺設計和建設，并協同濱海高新區積極對接產業鏈上下游企業，力促高潛力項目落地，進而形成產業聚集效應。同時，實驗室將持續做好科研人員入駐后的各項保障工作，持續探索更加科學高效的運營管理模式，推進管理制度體系建設與創新，為支撐高水平科技自立自強、促進濱海新區生物醫藥產業高質量發展、支持京津冀“細胞谷”建設持續發揮引領力。
合成生物學海河實驗室
開辟生物經濟新賽道
將人參活性成分人參皂苷通過生物技術合成出來，千平方米發酵車間的合成能力相當于萬畝農業種植，使傳統農業種植生產方式轉變為規模化工業發酵生產路線成為可能；一種原來只能在醫藥、食品等高端領域應用的氨基酸──L-丙氨酸，通過人工技術合成，能夠實現低碳、環保的大規模商業化生產……
這些重大突破背后，隱藏著一個神秘的尖端復合學科──合成生物學。
2021年11月，合成生物學海河實驗室正式成立。作為天津在這一領域的“國之重器”，實驗室集聚了南開大學、天津大學、天津科技大學、天津華大基因、凱萊英、華熙生物、天津瑞普生物、天津醫藥集團等優勢力量，共同推動和支撐實驗室的建設與發展。
打造合成生物技術和產業發展的自主創新重要源頭
圍繞“健康中國”“美麗中國”、碳達峰碳中和等國家戰略實施，實驗室努力突破重大基礎前沿問題，發展核心技術體系，構建關鍵核心技術，并實現產業化應用。將培育國家戰略科技力量，打造合成生物技術和產業發展的自主創新重要源頭和原始創新主要策源地，為天津建成全國先進制造研發基地、支撐創新型國家建設作出貢獻。
在科技任務攻關方面，實驗室開展從認識、改造、合成到設計生命的基礎科學難題研究，開展定量解析、精準調控、合成再造、智能設計等核心使能技術研究，力爭取得重大突破，達到國際先進水平。
在平臺建設方面，實驗室將建成自動化、智能化、高通量的合成生物創制、工程放大研發、功效成分性能測試、合成生物的生物安全評估等核心平臺，為全國合成生物學領域的科研與成果轉化服務。
在產業轉化方面，實驗室將聯合理事單位和產業鏈重點企業，實現藥物精準合成、低碳生物制造、未來食品智造、生物合成存儲等重大應用，為天津產業發展提供科技支撐。
全責科學家掛帥出征
形成“能者上，優者進”科研新機制
作為國家實驗室預備隊，如何聚集并有效調配科技資源，避免科研組織“碎片化”，是合成生物學海河實驗室需要解決的核心問題。
“針對這一問題，實驗室設立了重大攻關項目制度，形成了以全責科學家掛帥出征的有組織科研新機制。實驗室充分向項目全責科學家賦予科研任務調整權和經費調撥權，不作過于詳細的預算，以目標為導向，以里程碑節點對項目進行考核。”合成生物學海河實驗室主任助理白玉說。
在項目形成階段，實驗室組織團隊面向國家重大需求或產業發展需求的重大共性技術攻關梳理項目目標，形成項目建議書上報實驗室學術咨詢委員會。在這個階段主要是明確項目的目標，實驗室學術咨詢委員會對選題進行研究，進一步凝練目標，并遴選項目的全責科學家。
據白玉介紹，實驗室對項目的全責科學家充分賦能，全責科學家具有充分的項目技術路線決定權和科技資源調配權。同時，全責科學家牽頭對項目進行科研任務分解，通過“揭榜制”或“點名制”形成科研任務的承擔團隊，并與科研團隊簽訂科研任務研發合同。各科研任務團隊在項目過程中并非一成不變，根據項目進展情況全責科學家可以對科研任務和相關負責團隊進行調整，形成“能者上，優者進”的新機制。
目前，合成生物學海河實驗室通過這種機制形成的重大攻關項目，都與國家重大需求緊密相連，具有良好的產業轉化前景。每個項目總經費都在1000萬元以上，保證了實驗室集中優勢力量實現關鍵核心技術的攻關。在抗感染藥物合成、蛋白肉智能制造、實體瘤疫苗篩選、DNA合成存儲等領域形成初步技術優勢。
其中，實驗室主任鄧子新院士領銜的“抗感染活性化合物的高效生物合成”項目，針對國家對抗感染藥物的重大需求，依托合成生物大平臺，通過合成生物技術實現新的抗感染藥物發現和生物制造。
陳堅院士領銜的“人造蛋白肉仿真制造技術”項目，針對擴寬食品工業蛋白質原料來源的重大產業需求，科研團隊和我市龍頭企業狗不理集團聯合攻關，力爭實現新蛋白資源在食品領域的率先應用。
郝希山院士領銜的“基于合成生物學的實體瘤個體化新抗原疫苗的轉化應用開發”項目，針對實體瘤治療的國際前沿問題和國民重大健康需求，將合成生物技術與醫學進行深度融合，推動抗癌新型疫苗的實現。
楊煥明院士領銜的“GB級DNA信息存儲示范和測試”項目，將前沿的合成生物技術與信息技術領域數據存儲的重大需求融合，力爭通過大規模基因合成和編碼，利用生物工具實現數據的規模存儲。
“海河實驗室鼓勵原始創新，激勵科學家勇向‘無人區’探索。”白玉表示，“今后實驗室將在重大攻關項目的組織上進行深度打磨，為新型科研‘國家隊’組織模式探索新的道路。”
科研人員開展低碳生物制造研究
國家級平臺源頭供給
搶抓生物經濟新賽道
近年來，合成生物學的“熱度”越來越高。從國家層面的頂層設計，到區域發展的最新布局，都在搶抓新賽道，提前規劃合成生物學的發展路徑，合成生物學迎來了屬于它的春天。
作為戰略性新興產業技術之一，在合成生物技術的推動下，全球生物制造技術發展迅猛，目前已取得了數量眾多的優質產業化成果。風口之下，合成生物學已經廣泛應用于生物醫藥、化工、飼料、材料、食品、能源等許多重要的工業制造領域。
在生物醫藥領域，合成生物技術可以用于藥物生產、醫學診斷和治療方法開發等，涉及疾病診斷、疫苗、抗生素、藥物、基因治療、細胞工程等產品。在材料化工領域，合成生物技術通過系統設計和改造實現產品制造生物路線對化學路線的逐步替代，具有高效、綠色、低能耗的優勢。此外，在農業領域，合成生物技術可以應用于提高農作物的產量和抗性；在食品領域，可利用合成生物技術合成氨基酸、蛋白質、功能性添加劑等用于食品工業生產；在能源領域，合成生物技術可以用于生產生物燃料等可再生能源；在環境保護領域，合成生物技術可以應用于環境修復和污染物治理。
白玉解釋說：“生物制造實際上是制造業的一個形態，無論是食品、藥品、材料、能源，都能通過生物制造來實現。生物制造是利用生物體機能進行物質加工與合成的綠色生產方式，大力發展生物制造產業，將推動經濟社會發展全面向綠色低碳轉型，助力我國加快構建綠色低碳循環經濟體系。”
2022年5月，國家發展改革委印發了《“十四五”生物經濟發展規劃》，提出了生物經濟發展階段目標：到2025年，生物經濟成為推動高質量發展的強勁動力，總量規模邁上新臺階，科技綜合實力得到新提升，產業融合發展實現新跨越，生物安全保障能力達到新水平，政策環境開創新局面。
“這是我們國家發布的第一個生物經濟五年規劃，希望能夠將生物經濟培養成繼數字經濟之后的第二個新的經濟業態。”白玉介紹，近年來我國生物領域基礎研究也取得了一定進展，但與世界先進水平相比還有一定差距，不能滿足產業發展的需求。基礎研究是實現“從0到1”重大原始創新的根基，基礎研究做好了，科技創新的“地基”就夯實了。
突破瓶頸發展生物經濟，做好源頭科技供給是關鍵。
合成生物學海河實驗室以項目為牽引，統籌調度領域內在天津各國家級創新平臺資源，推動實現重大理論創新、重大科研突破、重要平臺搭建、重要成果轉化。
白玉說：“合成生物學海河實驗室整合在天津相關國家級創新平臺，實現從基礎研究、技術創新、成果轉化到產業培育的一體化布局，上下游貫通，將成為國內合成生物技術科技創新和產業創新高地。”
目前，實驗室布局的重大項目進展良好，將進一步賦能我市合成生物產業發展。
在實體瘤疫苗生物合成領域，郝希山院士領銜的“基于合成生物學的實體瘤個體化新抗原疫苗的轉化應用開發”項目，最新早期臨床試驗結果表明，該項目在多種惡性實體腫瘤中單用或聯合使用均顯示出良好的治愈效果，并且安全性高、耐受性強，患者可獲得長期有效的抗癌效果，標志著個性化精準癌癥治療又邁進一步，將為癌癥治療領域帶來重大突破。
項目團隊有關負責人表示：“這個項目基于多組學、空間轉錄組學、生物信息分析和人工智能算法等前沿科學技術，根據每個患者獨特基因突變進行個性化定制，可靶向腫瘤細胞所特有而正常細胞中不表達的腫瘤新生抗原，從而精準殺傷癌細胞以達到根治癌癥的效果。”
在抗感染藥物生物合成領域，鄧子新院士領銜的“抗感染活性化合物的高效生物合成”項目，聚焦放線菌基因組中蘊含的新型抗生素生物合成基因簇，利用合成生物學底層技術對目標基因簇進行定向克隆、異源表達以及基因編輯，從而激活并鑒定其編碼合成的抗生素。
抗生素能夠有效地治愈細菌、真菌以及寄生蟲感染造成的疾病，然而隨著抗生素的廣泛應用，抗生素耐藥問題也逐漸凸顯出來。面對耐藥病原菌帶來的挑戰，新型高效抗生素的研發迫在眉睫。項目團隊有關負責人表示：“這一項目通過對抗生素合成酶進行定向改造與重編程，可以獲得活性更為優異的先導化合物。為了實現活性先導化合物的高效合成，項目將通過建立放線菌高通量篩選系統以及放線菌菌種的綠色發酵合成系統，建立新型抗感染活性化合物的高效精準合成體系，滿足當下社會對新型抗生素的需求。”
全流程眾創體系
讓“想干干不成”的項目干成
走進合成生物學海河實驗室，展示墻上幾十家入駐孵化項目頗為引人注目，天津中合基因科技有限公司就是其中之一。
在中合基因實驗室，科研人員正在不斷測試優化研發中的DNA合成設備各項技術參數。這一設備僅有一部計算機大小，但可以實現特定基因的快速從頭合成，而且克服了傳統化學合成方式成本高、環境要求高、污染嚴重等問題。
公司總經理逯曉云表示：“這一設備的技術基礎是酶促DNA合成技術，這也是合成生物學海河實驗室的一項前沿科研成果。以往沒有的基因序列，或者天然提取不出來的，我們都可以合成出來。抗腫瘤核酸藥物、mRNA疫苗就是這個技術的應用。我們的設備對環境沒有任何要求，各種科研機構、醫院、生物制藥公司都可以配備，用起來會非常便捷。”
廣闊的市場前景和企業的高成長性獲得了來自市場投資機構的廣泛關注。在海河產業基金的引導下，成立半年，中合基因企業估值增長近20倍，獲得意向投資額近億元。
“實現科技成果轉化是合成生物學海河實驗室的重要任務，如何高效地實現從技術到初創企業的孵化是實現科技成果轉化的重要一環。實驗室著力打造全流程的眾創體系，助力科技成果轉化和高成長企業在津落地。”白玉說。
據介紹，目前實驗室已經形成了包括以國家專業化眾創空間為核心，以生物制造產業（人才）聯盟和天津濱海科創服務產業（人才）聯盟為紐帶，天津科技大學科技園、瑞普智創谷、北創營天津基地等機構為聯絡基地，運營空港經濟區西十五道、天保智谷、復興產業園、生物制造產業園等多個園區超10萬平方米的產業協同載體的眾創體系。
生物技術企業對平臺的專業化程度要求非常高，但在初創期往往無力承擔昂貴的實驗室儀器。實驗室將儀器平臺向初創企業共享，大大降低了企業創業成本。據白玉介紹，區別于傳統孵化載體，實驗室眾創體系的顯著特征就是“專業化”：
一是平臺的專業化，合成生物學企業在初創期往往無力承擔昂貴的實驗室儀器，實驗室能夠將儀器平臺向初創企業共享，降低企業成本；二是人才專業化，實驗室理事會單位培養的畢業生現在已經成為各孵化企業的骨干；三是網絡的專業化，實驗室牽頭組織對接活動，入孵企業之間，入孵企業與龍頭企業之間形成了同行業上下游的互補，形成良性互動的生態圈；四是管理專業化，管理團隊都具有良好的合成生物技術背景和其他專業背景，能夠為入孵企業的發展出謀劃策。
“孵化團隊會定期召開項目專項診斷會，為項目在企業注冊、稅務、科技政策、人員招聘、知識產權等方面進行全面服務。”國家專業化眾創空間負責人孟宇告訴記者，“我們通過自身網絡資源，為科學家配投資人、配管理者、配市場專家等，助力項目到企業的關鍵蛻變，力爭將‘想干干不成’‘想干還在猶豫’的項目干成。”
科研人員進行產業需求項目研發
此外，實驗室日常定期舉行項目路演活動，與海河基金、濱海產業基金和市場化基金形成高效對接機制，幫助項目獲得融資成長。近期，入孵企業百葵銳完成pre A輪、pre A+輪共計1.25億元融資，工微生物完成A輪3億元融資，中科博蘊完成pre A輪0.5億元融資，欣貝萊完成天使輪0.25億元融資。實驗室將金融活水引進入孵企業，助力初創企業在生物經濟的新賽道上快馬加鞭。
津公網備案：12019202000211
