生物科技對我國的啟示與發展建議

1 關注交叉性和颠覆性技術的發展

現代生物科學的發展是生物學與數學、物理學、化學等科學之間相互交叉、滲透和相互促進的結果，生物技術則是一門應用性強、應用面廣的關鍵使能技術。生物科技與多個領域和部門的前沿科技發展密切相關，生物資源與生物技術在基礎前沿、生命與健康、資源生态環境、信息、光電、材料、制造、能源等領域的發展中都已經産生廣泛且深入的相互交叉和滲透。特别地，随着微軟、谷歌、IBM等信息科技領域巨頭紛紛進入生物科技領域，生物大數據讀取、超算與計算機輔助設計、雲計算與處理、人工智能和深度學習等在生物科技中的應用具有颠覆性意義和不可估量的商業價值。生物科技領域各種變革性的新技術勢必将在未來幾年内極大地推動生物科技領域的發展，下一代的科技創新将是人工智能、生物工程和互聯網的結合。

2 加快發展化學品的先進生物制造

當前，傳統石化經濟帶來的對不可再生資源的巨大消耗和環境污染與溫室效應等負面效應正在進一步凸顯。基因組技術與合成生物技術的飛速發展，有望為化工、材料和能源等行業的發展帶來颠覆性變化，将其引入綠色生産的可持續發展時代。化學品的先進生物制造是我國轉變化工産業經濟發展與增值模式的重要戰略選擇。為了有效促進上述目标的達成，我國首先需要重視微生物基因組學、代謝組學與合成生物學核心技術的研發，促進功能基因鑒定挖掘、工業微生物分子育種、工業酶分子改造和生物催化轉化技術與平台建設，孵化具有自主知識産權和重大産業前景的生物化學品與工藝；其次，着力打通從前沿基礎研究到應用技術研究再到規模産業發展的創新鍊條，加強協調公私部門合作、産學研交叉協作、上下遊企業聯合攻關的機制與做法，提升創新型生物化學品就緒度并縮短産業研發周期；最後，需加大财稅支持力度，完善生物化學品與服務的标準認證和監管制度，提升生物基産品的市場占有率和用戶接受度，促使生物化工産業走向成熟，為可持續的未來生物經濟發展注入活力。

3 拓展CO2利用的生物轉化與固碳途徑

CO2作為特殊的生物質資源，能夠利用真核生物（微藻等）或原核生物（藍細菌等）等生物合成底盤，在生産有用化學品的同時實現碳固定。近年來生物固碳途徑重構與創建取得了很多進展，但限制生物固碳效率的另一重要因素——能量供應還需要更加重視。未來，大幅提高人工生物對光能的利用效率，或實現對低成本電能的直接利用，将是生物固碳領域的競争焦點。同時，在工程實現方面還需關注含碳氣體原料綜合利用的設備與工藝開發，及其與現有産氣工業設施的過程與工藝集成等問題。

4 發展DNA數字存儲技術研究與應用

大數據、互聯網與多媒體的飛速發展，要求計算機存儲設備擁有更大的存儲容量、更高的傳輸速率、更可靠的存儲質量、更好的可擴展性，以及更加經濟和安全等特性，在可以預見的将來，半導體、磁盤和存儲數據密度都會達到極限。而DNA數據存儲的研究與應用有望成為破解未來數據存儲難題的可行性方案，歐美已經率先在該領域不斷取得階段性突破，我國在基因大數據測序領域具有競争力，但在基因存儲方面仍處于起步階段。目前，DNA序列成本已降至每堿基5美分，而1克的DNA能存儲近10億TB的數據，把DNA作為存儲介質來探索相關系統設計問題的時機已經成熟。目前DNA存儲技術應用的發展趨勢是減少DNA合成在速度上的成本，計劃在10年内實現50年歸檔的成本效益，為商業上可行的DNA存儲模型鋪平道路。

5 重視前沿交叉技術的監管與規範

人工合成生物體、人工設計改進生物功能是生物科技領域前沿與核心研究，也是當前發展為迅速的交叉熱點，特别是基因編輯系統的進步正在加速和拓展該技術領域的應用，因此，對其進行合理監管引導與技術發展同樣重要。工業應用導向的人工合成生物及相關基因編輯技術的發展目标是高性能的生物作用劑，其操作對象主要是微生物與酶等低等生物細胞，具有較好的研究基礎和較廣的發展空間。在其安全監管方面，一方面，它既不會遇到轉基因作物發展面臨的尴尬境地，也不會遇到基因編輯哺乳動物胚胎所面臨的生命尊嚴與倫理方面的挑戰；另一方面，它仍然在非天然進化的生物體設計、非天然産物的生物合成、非專業人員的科研活動參與等方面存在公衆視野之外的薄弱環節，應當受到嚴格的法律監管和實驗室安全管理，并應形成一套完整的管理規範與應急預案。

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