央視網(wǎng)消息：“生命的長(zhǎng)度由什么決定？”“智力又從何而來(lái)？”“癌癥什么時(shí)候能夠攻克？”“人機(jī)共生何時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)？”這一系列問(wèn)題都指向一個(gè)與人類(lèi)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(guó)75年來(lái)，我國(guó)在生命科學(xué)領(lǐng)域的研究一路加速發(fā)展。新中國(guó)成立初期，我國(guó)關(guān)于生命科學(xué)的研究主要集中在藥物、營(yíng)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(diǎn)、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(guó)在世界生命科學(xué)研究領(lǐng)域格外耀眼。
上世紀(jì)八十年代之后，我國(guó)生命科學(xué)研究進(jìn)入發(fā)展“快車(chē)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(xì)胞圖譜研究不斷進(jìn)步。
黨的十八大以來(lái)，我國(guó)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(jìn)，合成生物學(xué)在基因組設(shè)計(jì)與合成中實(shí)現(xiàn)突破，技術(shù)革新、學(xué)科融合推動(dòng)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(lái)希望，人工智能進(jìn)一步滲透中國(guó)醫(yī)療健康領(lǐng)域……在生命科學(xué)領(lǐng)域，我國(guó)逐步實(shí)現(xiàn)從跟跑到領(lǐng)跑的跨越式發(fā)展。
合成生物 探索人類(lèi)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(diǎn)。合成生物技術(shù)簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是科學(xué)家將具有各種特性的細(xì)胞、基因片段、蛋白質(zhì)等“零部件”有機(jī)地組合在一起，對(duì)生命體進(jìn)行設(shè)計(jì)改造，乃至設(shè)計(jì)出全新的生命體。利用先進(jìn)的合成生物技術(shù)，科學(xué)家們實(shí)現(xiàn)了哪些“不可能”？
在中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)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(guò)基因改造后的益生菌，可以變成“智能活體膠水”。進(jìn)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(lái)治療腸道炎癥性疾病。
合成生物學(xué)的核心在于精準(zhǔn)地控制生物過(guò)程，進(jìn)而探索生命運(yùn)行的規(guī)律，并賦予其新的生命功能。近年來(lái)，我國(guó)科學(xué)家采用工程化設(shè)計(jì)理念，對(duì)生命體進(jìn)行理性設(shè)計(jì)，促進(jìn)了人類(lèi)對(duì)生命體從認(rèn)識(shí)、改造到合成、設(shè)計(jì)的質(zhì)變。這在醫(yī)療、能源、環(huán)保、農(nóng)業(yè)等多個(gè)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(dòng)桿菌，這意味著臨床上常用的抗生素基本無(wú)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(guó)科研團(tuán)隊(duì)突破抗癌藥物紫杉醇的全人工合成。在此之前，另一個(gè)重要的抗瘧疾藥物青蒿素，也已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了人工合成。過(guò)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?，F(xiàn)在，通過(guò)開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)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(guó)家每年數(shù)億瘧疾患者的用藥問(wèn)題。
青蒿素：中國(guó)獻(xiàn)給世界的禮物
青蒿被稱(chēng)為“中國(guó)神草”，由它作為原材料研制而成的青蒿素是中國(guó)獻(xiàn)給世界的禮物。
青蒿素早期的研究過(guò)程沒(méi)有信息技術(shù)助力，為了得到對(duì)瘧疾抑制率達(dá)到100%的青蒿乙醚中性提取物，屠呦呦團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了300多次篩選實(shí)驗(yàn)。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(wàn)畝農(nóng)業(yè)種植獲得的產(chǎn)量相當(dāng)。敢于“啃”硬骨頭 方能成就大學(xué)問(wèn)
中國(guó)獻(xiàn)給世界的禮物遠(yuǎn)遠(yuǎn)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(xiàn)。
在中國(guó)科學(xué)院分子細(xì)胞科學(xué)卓越創(chuàng)新中心，一臺(tái)老柜子與高科技的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景顯得格格不入。正是這個(gè)老物件記錄了中國(guó)在世界上首次人工合成蛋白質(zhì)——牛胰島素的激動(dòng)瞬間。
1965年9月17日，隨著這臺(tái)柜子里的小白鼠發(fā)生驚厥反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)室也沸騰了起來(lái)。歷時(shí)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(shí)任中國(guó)科學(xué)院生化所所長(zhǎng)王應(yīng)睞帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)確定了一個(gè)大膽的研究方向——合成一個(gè)蛋白質(zhì)。在那個(gè)年代，世界上還沒(méi)有任何國(guó)家成功合成過(guò)蛋白質(zhì)。當(dāng)時(shí)，生化所選定胰島素作為合成對(duì)象，但找不到有相關(guān)經(jīng)驗(yàn)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(méi)有氨基酸，就自己動(dòng)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(guó)第一個(gè)專(zhuān)門(mén)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(dòng)。
此前，學(xué)界普遍認(rèn)為，天然胰島素的二硫鍵被拆開(kāi)、重新組合后，無(wú)法重現(xiàn)生物活性。研究員反復(fù)實(shí)驗(yàn)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(huì)影響下一步的合成與最終的結(jié)果。在大兵團(tuán)作戰(zhàn)期間，研究人員每天除了睡眠時(shí)間，幾乎都在實(shí)驗(yàn)室。
為了加快科研進(jìn)度，生化所、有機(jī)所和北京大學(xué)達(dá)成協(xié)作。正式協(xié)作兩年之后，終于迎來(lái)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(wèn)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(biāo)志著人類(lèi)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(xiàn)的協(xié)作組組長(zhǎng)王應(yīng)睞堅(jiān)持不在任何一篇論文上署名。
那個(gè)當(dāng)年在人工合成蛋白質(zhì)——牛胰島素論文中空缺的署名、在報(bào)獎(jiǎng)中主動(dòng)劃去的名字，如今在長(zhǎng)空中熠熠生輝。
編號(hào)355704，這是我國(guó)紫金山天文臺(tái)近年發(fā)現(xiàn)的一顆小行星。2023年，這顆小行星被國(guó)際天文聯(lián)合會(huì)正式命名為王應(yīng)睞星。在長(zhǎng)長(zhǎng)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(yuǎn)閃爍在璀璨星空之中，也激勵(lì)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(mèng)求索 逐夢(mèng)前行
黨的十八大以來(lái)，我國(guó)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(jìn)步。面向人民生命健康，廣大科技工作者筑夢(mèng)求索、逐夢(mèng)前行。
在懷柔科學(xué)城，“十四五”國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施——人類(lèi)器官生理病理模擬裝置HOPE已經(jīng)開(kāi)工建設(shè)。未來(lái)，“HOPE裝置”可以規(guī)模化擴(kuò)增千億級(jí)細(xì)胞，一體化制備大尺度器官，模塊化連接多器官元件。多場(chǎng)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(kāi)放平臺(tái)和開(kāi)發(fā)環(huán)境。
在中國(guó)科學(xué)院精密測(cè)量院，研究團(tuán)隊(duì)攻克了新一代肺部成像快速采樣技術(shù)，將采樣時(shí)間由原來(lái)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(lái)越清晰。
黨的十八大以來(lái)，我國(guó)醫(yī)療裝備總體規(guī)模以遠(yuǎn)超全球醫(yī)學(xué)裝備和我國(guó)制造業(yè)的平均增長(zhǎng)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(jìn)展。
面向人民生命健康，我國(guó)已建立50個(gè)國(guó)家臨床醫(yī)學(xué)研究中心，累計(jì)研發(fā)成功87個(gè)一類(lèi)新藥，科技為人民生命安全提供了有力保障。
