听歌可以降低血糖？细胞厂“无细胞”？除了技术，未来的“创造时代”还需要什么？

2024 “国际合成生物学创新论坛”浦江创新论坛圆桌对话现场

老鼠躺在音响上听歌可以降低血糖，不需要细胞“细胞工厂”就可以产生更复杂的蛋白质，19 回收废水后可生产一支圆珠笔...昨天举行的 2024 在浦江创新论坛“国际合成生物创新论坛”上，来自世界各地的合成生物新进展令人心旷神怡。

作为一门 2000 随着年后兴起的学科，高速发展的合成生物学已经开始赋予广大领域和行业权力，面对全球环境、能源和健康的挑战。从未来“创造时代”的门槛来看，合成生物学的发展、成熟和应用还需要什么？对此，与会专家进行了头脑风暴。

“音乐降糖”会不会让传统降糖药卖不出去？

“我们把音乐播放器植入高血糖老鼠的腹部。当音乐响起时，老鼠的胰岛素分泌增加，血糖下降。之后，我们让老鼠躺在音响上，发现它们也可以扮演同样的角色。”巴塞尔苏黎世联邦理工学院生物系统科学与工程系教授马丁 · 在现场，富森埃格展示的“小鼠降糖音乐厅”引起了一点轰动。

根据他的研究，流行音乐也可以诱发胰岛素分泌，但贝多芬的交响乐和钢琴音乐效果不明显；听新闻广播也可以影响内分泌，60。 HZ上下次数最好用于治疗，从见效到释放，时间达到。 4 小时——这是否意味着听音乐会可以降低血糖？不要。走在音响周围，就不会有“音乐降糖”的效果。

马丁的新研究不禁让在场的制药公司高管产生了“降糖药卖不出去”的焦虑。作为哺乳动物合成生物学的一个新领域，马丁从事的电子遗传学研究是电子学和遗传学的融合。通过远程编程，可以控制细胞内的电刺激，产生所需的导出，如激发或抑制某一基因的表达。

事实上，在合成生物学领域，几乎每年都有许多新的进展，用尽、电、声等多种方法准确地控制蛋白质的转录、降解、翻译。2021 2000年，华东师范大学生命科学学院副院长叶海峰开发了一种可以用特殊红外光激活的“光开关”，只需提前将基因元件植入细胞即可。 1 秒光照射，可以“唤起”基因开启表达。目前，科学家们已经开发出了一系列智能活物药物，“这可能会彻底改变人类的给药方式，重塑生物医药产业”。

"细胞工厂"省去细胞运转反而更有效率？

底盘细胞的改造，使细胞成为人类物质产生的车间和工厂，多年来一直是合成生物学发展的基础。然而，康奈尔大学史密斯化学与生物分子工程学教授马修 · 而迪利萨却让细胞厂“无细胞化”。

迪利萨发现，为了让活细菌产生这么多分子，而且很多都是他们从来没有产生过的，细胞会“情绪低落”，这意味着产量无法提高。因此，他利用无细胞蛋白质合成技术，在体外环境下合成蛋白质。“这项新技术高效、方便、灵活、纯度高，我们用它产生了许多有价值的蛋白质产品”。

“如果有一天，我们能够大规模、准确地生产人体内的所有蛋白质分子，世界会变成什么样子？”迪利萨说，这可能是合成化学和合成生物学真正融合在一起的时刻。

但是，目前这两个学科的结合几乎是一片空白。中国科学院教授、上海交通大学校长丁奎岭提到，虽然合成生物学和合成化学的本质是生成物质，但它们之间的协同创新仍然是一个需要开垦的处女地——这两个学科发表的论文数量都是百万篇，但交叉论文不足。 1000 篇。“或许新的金矿可以在这片空白的地方挖掘出来。“丁奎岭认为，通过人工智能等技术的介入，两者的结合可能会加速，“化学与生物的协同生成将构建基础研究高地和技术创新来源”。

合成生物学还有哪些“答题瓶颈”？

尼龙产品使用寿命长达三四十年，丢失后能快速分解吗？生物制造的燃油什么时候可以替代石油？现实生活中，似乎有很多问题等着合成生物学给出答案。

威拉德德，美国麻省理工学院代谢工程实验室主任 · 亨利 · 道教授认为，未来几年应该为气候、环境等世界重大问题提供解决方案。合成生物学一方面要对分子生成的机制和过程有更深入的了解，另一方面要与工程设计深度融合。“特别是要打通细胞中分子生成路径的瓶颈，大大提高代谢产物的效率”。

“有同学问我，代谢工程最重要的本质是什么？我告诉他们，在最终回答代谢工程的问题之前，我们必须解决许多数学问题。”威拉德认为，这是人类创造物质的一个重大方向转型。合成生物学要实现高质量的发展，必须得到市场的认可和政府的支持。

科思创集团高级副总裁雷焕丽举着一支圆珠笔说：“这是通过 19 升级废水回收制造。“虽然目前相关技术取得了长足的进步，但还没有完全覆盖整个制造过程。她说，工业需求将继续促进生物基化学品的跨行业合作，需要不断培育和完善产业价值链和社会生态系统，才能实现物质的完全循环。

作家：许琦敏

文：许琦敏 图：袁婧 / 摄 编辑：许琦敏 任荃，责任编辑

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