本屆院士論壇特別邀請了中國科學院院士、發展中國家科學院院士鄧子新,美國醫學與生物工程院院士、中國科學院深圳理工大學(籌)計算機科學與控制工程學院院長潘毅,深理工合成生物學院名譽院長、美國醫學與生物工程院Fellow張先恩,德國國家工程院院士、深理工合成生物學工程生物學系主任張友明作為論壇演講嘉賓,圍繞生命健康領域前沿話題進行探討。

　　鄧子新講述了生物藥物的研發從自然生物篩選、改造再到合成生物創造的研發途徑的發展變化。他表示,傳統的藥物篩選方式越來越聚焦到極端環境,但藥物研發的速度仍趕不上疾病發生的速度。傳統藥物研發方式因重復率高耗費了大量的人才物力財力,正面臨著巨大的瓶頸問題。今天蓬勃發展的合成生物學技術就像是“蓋房子”,通過學科的高度集成,人工設計和構建新的生物途徑和系統,使之具有非天然或優于天然生物系統的功能,開始顯示出巨大的潛力,能使得新藥的設計就像擺“拼圖”一樣,今后能對藥物分子進行批量產生,且較傳統的藥物研發方式更有的放矢,成本更低。

　　針對在大健康相關產業研發方面的前景,鄧子新表示,應聚焦前沿技術,致力于在重大品種的合成工藝上,能夠打破一些國外大品種的壟斷,孵化具備國際聲譽的標桿企業,帶動傳統向高端產業的轉型升級,研發具備自主知識產權的新產品,培養一批行業內的高級專業技術人員,共同推動合成生物學在大健康相關產業的發展。

　　潘毅院士在演講中表示,在萬物皆可計算的時代,人工智能是助力生物醫學大數據研究的關鍵技術,生物醫學研究已經進入大數據時代。例如,醫療大數據在疾病診斷、生物制藥、精準醫療、篩選藥物、監控預警等方面具備了廣泛的應用特性。從第一代的知識驅動、到第二代的數據驅動、最后到第三代的數據知識融合驅動,潘毅介紹了在人工智能領域的三代AI系統,他表示,在“拼設備”的時代,知識嵌入、多模態數據融合、結果解釋是人工智能的關鍵技術并應該著力攻關的重要方面。針對當前人們面臨的神經網絡和AI系統需要大量算力方面的挑戰,潘毅認為應該從加大算力投資、減少維度、新穎架構、新穎算法、知識嵌入等方面入手給出解決方案。

　　張先恩教授“合成生物緣起、進展與趨勢”。中國科學家首次人工合成蛋白質和具有生物功能的核糖核酸是合成生物學早期標志性實踐。目前已經建立起以基因組合成與組裝、生物分子和回路工程、細胞工程與生物底盤構建、生物體系設計智造等使能技術,并開始探索建立核心理論框架,為理解生命過程和疾病發生發展機制提供了“自下而上”的新的研究模式,并正在催生新一代生物技術,從健康與醫藥、生物制造、環境與能源安全、農業與食品安全等方面著力驅動未來生物經濟。此外,DNA強大的信息儲存能力為解決日益增長的數據貯存難題提供了新的啟發。合成生物學領域的挑戰之一是生物體系的“柔性”與工程體系的“剛性”的矛盾,基因技術與人工智能和自動化技術的融合,有可能提供“黑箱”/“白箱”解決方案。

　　此外,倫理和生物安全也是重要議題,中國合成生物學重點專項也強化部署了相關研究。深圳市在合成生物學方面有前瞻性的舉措,包括出資與科技部共同支持國家合成生物學重點專項、設立合成生物學創新研究院和建設國內首個合成生物學重大科技設施,成為國際合成生物學一個重要的節點。

　　張友明院士以“基因組操縱技術的發展及應用”為題,提出基因和基因組的操作技術是合成生物學的基石,他認為合成生物學開啟了按照人類意愿和需求、構建人工生命的新愿景,進而推動人類的生產和生活方式發生深刻變革。張友明從基因操縱的發展歷程出發,介紹了位點特異DNA重組技術、同源重組酶介導的基因組編輯技術、重組核酸酶介導的基因編輯技術、CRISPR/Cas9 基因組編輯技術四種基因操縱的關鍵技術。在他看來,基因組操縱技術之間可以優勢互補,如基因組大片段DNA的克隆和操縱仍然依賴于Red/ET重組工程技術的應用;使用CRISPRS不需要重新合成核酸酶,比ZFNS和TALENS更容易操作,且效率高;聯合使用CRISPR- Cas和Red/ET重組工程技術兩技術可以減少基因組操縱的步驟,提高效率。

　　據了解,高交會院士論壇自2006年起已連續舉辦15年,目前已成為高交會的特色品牌活動,論壇主題緊跟時代步伐,聚焦前沿科技,累計邀請了中國科學院院士、中國工程院院士、IEEE會士、以及相關領域的知名學者超60人參與論壇演講或討論,話題涵蓋科研到產業,創新到創業,智能技術到生命健康,成為論道前沿的高水平活動。(毛志亮 主辦方供圖)