從一門課到一個國際前沿學科
期次：第1299期
作者：□本報記者 趙暉 查看：137
DNA存儲的敦煌壁畫
《科學》論文作者合影
日前，一則《DNA存儲讓敦煌壁畫保存千年萬年》的消息登上了各大媒體重要版面，新聞的主角是天津大學合成生物學團隊。而一年前天大牽頭制定的 《生物安全科學家行為準則天津指南》被世界衛生組織列為全球生物安全道德準則，背后的技術支撐也是依賴于天津大學合成生物學團隊。經過十幾年的發展，天大合成生物學從零起步走到世界科技前沿，站到了聚光燈下。而這一切的緣起是一項大學生國際比賽和一門本科生課程。
緣起一項國際比賽
2006年，天大化工學院了解到美國麻省理工學院發起的國際遺傳工程機器大賽（iGEM），這項比賽讓學生們做一些標準化的基因元器件，然后組裝這些元器件實現一些生物功能。iGEM與天大化工合成生物課題組的科研理念不謀而合——運用工程學的方法來研究生物學，像造房子或造汽車那樣，先制作出磚瓦或零件，然后再按照規則組裝起來最終形成產品，實現需要的功能。此外，在這個本科生的比賽中，學生要進行頭腦風暴式的交流、討論，這也正是天大想要的教學過程。于是，從2007年起，天大化工學院開始指導學生團隊正式參加iGEM大賽，并多次獲得金獎。天大還在2007年舉辦了兩次iGEM的國際研討會，推動了中國乃至亞洲合成生物學的發展。
借助這項比賽，10多年來天大為合成生物學領域培養了大批優秀的青年人才。
“大賽給了我合成生物學技術方向的啟蒙，也為我未來的科研道路指引了方向?！泵绹又荽髮W河濱分校助理教授李嫣然是首次出征iGEM大賽天大代表隊的一員，目前致力于運用合成生物學的手段研究和改造植物天然產物的生物合成等。
浙江天化科技公司投資總監潘清也是因為iGEM大賽確定了她重點關注的投資方向:“經過15年的發展，合成生物學已從實驗室逐漸過度到了產業端，未來一定會帶來重大的生產方式的變革，解決人類能源、糧食、食品、環境、材料等諸多問題?！?br> 開設一門前沿課程
在iGEM比賽的基礎上，天大還面向本科生開設了一門合成生物學課程——《BAG（構建人工基因組）》課程。這門課在教授學生構建人工合成染色體基礎知識和技能的同時，引導學生關注和熟悉合成生物學領域的諸多前沿科學問題和最新進展，也培養了學生的科研創新能力。
也是在這一階段，天大開始參與合成生物學研究的國際大計劃。2010年科學家們已完成了原核生物基因組的合成，開始向真核生物基因組的合成進軍。釀酒酵母基因組設計合成計劃(Sc2.0)應運而生，天津大學的加入推動了Sc2.0的國際化。在這次美國、中國、英國、法國等多國研究機構共同參與的國際科研合作中，科學家們共完成了釀酒酵母5條染色體的化學合成。其中，天津大學取得重大成果，突破了基因組合成的多項關鍵核心技術，完成了2條釀酒酵母染色體化學合成再造。2017年3月10日，天津大學關于酵母染色體合成的工作發表了2篇《科學》論文，通訊作者都是天大元英進教授，第一作者都是天大在讀博士生，另外眾多署名作者在參與該項目時還是本科生。該成果入選了“中國科學十大進展”，還被收入美國約翰霍普金斯大學本科生課程和我國普通高中教科書。
建設了一個專業
通過合成生物學項目的推進，天津大學的化工、制藥、生命相關領域的學科成功實現了一種全新的本碩博學生培養路徑。
天津大學從一門課走到一個國際前沿學科，又在國內最早建立了合成生物學本科專業、碩士和博士學位點；最先編寫了合成生物學本科教材《合成生物學導論》；2013年獲批合成生物技術國家級國際合作基地；2018年獲批教育部“珠峰計劃”合成生物學前沿科學中心。
近年來，天大合成生物學研究進入發展快車道，2019年成為合成生物學重大設施國際聯盟發起單位；2021年天大生物安全戰略研究中心牽頭起草的《生物安全科學家行為準則天津指南》被世衛組織列為全球生物安全道德準則。天大合成生物學科研團隊匯聚了中國科學院院士、國家杰青、長江學者特聘教授等一批高水平人才，獲得了國家自然科學基金委創新研究群體，培養研究生2000人左右。日前，天大承擔了一批合成生物學相關國家重點研發計劃項目等國家重大任務，其研究論文數量逐漸攀升到國際前列，天大的合成生物學研究已躋身世界第一方陣。
“天津大學這些年合成生物學發展的最大成果是為中國乃至世界的合成生物學發展貢獻了大量高端人才，積蓄了創造未來的力量?！敝锌圃涸菏吭⑦M說。