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羅小舟（左）和基斯林在實(shí)驗(yàn)室。
　　正是由于這一研究成果，臨床患者所需的大量大麻素可能不再需要辛苦種植大麻類作物，只需在工廠里連續(xù)24小時(shí)培養(yǎng)合成這種小小微生物，然后提取對(duì)應(yīng)的化學(xué)分子就可以了。
　　大麻素有著重要的臨床醫(yī)用價(jià)值。通常情況下，人工需要6個(gè)月才能種植和提取出大麻素。日前，中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院（以下簡(jiǎn)稱深圳先進(jìn)院）合成生物化學(xué)研究中心主任杰·基斯林（Jay D. Keasling）團(tuán)隊(duì)首次在微生物中合成大麻素及其相關(guān)衍生物——也就是說，僅僅使用發(fā)酵罐，就能合成大麻素。相關(guān)研究成果發(fā)表于《自然》雜志。
　　2017年9月，基斯林與深圳先進(jìn)院合作建立合成生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室，致力于推動(dòng)合成生物學(xué)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。隨著新一階段成果的發(fā)布，基斯林團(tuán)隊(duì)的科研工作也引起了國(guó)內(nèi)企業(yè)的關(guān)注。
　　3月14日，基斯林團(tuán)隊(duì)在深圳先進(jìn)院與國(guó)內(nèi)某生物技術(shù)企業(yè)簽署協(xié)議，雙方將投資千萬元建立聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室。這也是基斯林團(tuán)隊(duì)首次在國(guó)內(nèi)與企業(yè)開展合作，共同推動(dòng)合成生物學(xué)技術(shù)成果高效轉(zhuǎn)化。
　　精心“釀”制大麻素
　　大麻在世界范圍內(nèi)的種植和使用已有上千年的歷史，人們對(duì)其主要活性分子大麻素類化合物中的個(gè)別分子已進(jìn)行部分研究，發(fā)現(xiàn)部分大麻素具有有效的藥用價(jià)值。
　　雖然大麻素具有臨床醫(yī)用價(jià)值，但其提取卻存在難度大、操作復(fù)雜等難題?；沽謭F(tuán)隊(duì)成員、加州大學(xué)伯克利分校博士后羅小舟（論文第一作者）經(jīng)過研究，決定利用微生物發(fā)酵的方法來大規(guī)模制備多種大麻素及其衍生物。
　　團(tuán)隊(duì)在只有8微米直徑的小小微生物——釀酒酵母上，植入高產(chǎn)的大麻素基因，再把帶著大麻素基因的釀酒酵母放到發(fā)酵罐里。“酵母好比一個(gè)細(xì)胞工廠，可以像釀酒一樣釀出大麻素?！被沽窒颉吨袊?guó)科學(xué)報(bào)》解釋道。
　　正是由于這一研究成果，臨床患者所需的大量大麻素可能不再需要辛苦種植大麻類作物，只需在工廠里連續(xù)24小時(shí)培養(yǎng)合成這種小小微生物，然后提取對(duì)應(yīng)的化學(xué)分子就可以了?！斑@項(xiàng)工作對(duì)于基礎(chǔ)研究和醫(yī)藥學(xué)研究均有重要的價(jià)值?！北本┐髮W(xué)藥學(xué)院分子與細(xì)胞藥理系主任劉濤研究員這樣評(píng)價(jià)。
　　據(jù)了解，目前國(guó)際上許多國(guó)家已經(jīng)批準(zhǔn)將大麻素類藥物用于治療癲癇、免疫性肝炎等部分罕見病。在美國(guó)，大麻提取物——大麻二酚（CBD）每年至少造福了一萬個(gè)家庭。
　　美國(guó)女孩夏洛特，因患有嬰兒嚴(yán)重肌陣攣性癲癇綜合征（Dravet）而頻繁發(fā)作癲癇。夏洛特在3歲時(shí)癲癇發(fā)作次數(shù)已達(dá)每星期300次，相當(dāng)于每半個(gè)小時(shí)就會(huì)發(fā)作一次。求醫(yī)無果，夏洛特的父母為她嘗試用大麻二酚作為治療手段。一年后，夏洛特發(fā)作次數(shù)已控制在每個(gè)月4次，基本恢復(fù)日常生活。
　　“傳統(tǒng)種植提取技術(shù)的局限性以及大麻素本身的藥用價(jià)值都激發(fā)了我的探知欲。”羅小舟說道，“現(xiàn)在很多研究表明不同的大麻素能潛在用于治療其他的疑難雜癥，我們的研究很有意義。”
　　研以致用是關(guān)鍵
　　科學(xué)突破只是第一步，研以致用才是關(guān)鍵?！芭c其期待未來，不如創(chuàng)造未來”，這是深圳先進(jìn)院合成生物學(xué)研究所（籌）的建所宗旨。
　　“合成大麻素只是一項(xiàng)科學(xué)探究，未來在中國(guó)我們將根據(jù)市場(chǎng)需求，將合成生物技術(shù)更高效率地投入應(yīng)用?！弊鳛閲?guó)際合成生物學(xué)領(lǐng)域的先驅(qū)，基斯林對(duì)于該項(xiàng)研究給予了重要指導(dǎo)，并希望該成果能盡快投入應(yīng)用。
　　羅小舟告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》：“當(dāng)時(shí)我們分析手段有限，基斯林幫助我們協(xié)調(diào)引入專業(yè)分析團(tuán)隊(duì)，將原本一個(gè)月才能進(jìn)行一次的分析測(cè)試提升到每周一次，極大地縮短了分析測(cè)試周期?！?br/>　　今年元旦，基斯林在深圳先進(jìn)院合成生物學(xué)研究所的實(shí)驗(yàn)室正式升級(jí)為合成生物化學(xué)研究中心?！霸O(shè)立該中心的初衷，就是希望依托基斯林產(chǎn)業(yè)化的國(guó)際經(jīng)驗(yàn)，以國(guó)內(nèi)的市場(chǎng)需求和地區(qū)戰(zhàn)略為導(dǎo)向，做更多有價(jià)值的嘗試。”深圳先進(jìn)院合成所（籌）所長(zhǎng)劉陳立表示。
　　合成生物化學(xué)研究中心致力于開發(fā)新型的合成生物化學(xué)理論及方法，利用前沿的合成生物學(xué)技術(shù)改造自然界（植物、真菌、動(dòng)物）已存在的天然代謝途徑，并引入工程微生物中，基于廉價(jià)原料制備有價(jià)值的天然或非天然產(chǎn)物。劉陳立說：“我們正在通過授權(quán)公司及成立新公司，推動(dòng)實(shí)現(xiàn)天然和非天然產(chǎn)物的商業(yè)化。”
　　“基斯林為實(shí)驗(yàn)室建設(shè)投入了很大的精力，在他的帶領(lǐng)下，每位課題組長(zhǎng)每周一小時(shí)的匯報(bào)、每月一次與每位組員的一對(duì)一交流，讓整個(gè)中心得以全速前進(jìn)?！焙铣缮锘瘜W(xué)研究中心助理研究員湯紅婷告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》。
　　據(jù)介紹，合成生物化學(xué)研究中心今年還將新引入十多位國(guó)外合成生物學(xué)領(lǐng)域?qū)＜也⒔ㄔO(shè)研究團(tuán)隊(duì)，爭(zhēng)取在前沿技術(shù)研發(fā)、成果產(chǎn)業(yè)化過程中迸發(fā)新活力。
　　共建“細(xì)胞工廠”
　　“與中國(guó)企業(yè)的合作讓我很期待，希望可以共同推進(jìn)合成生物學(xué)技術(shù)在中國(guó)的應(yīng)用?！被沽直硎?。此前，基斯林對(duì)于青蒿素的研發(fā)，變革了中藥提取青蒿素的傳統(tǒng)手段，是全球合成生物學(xué)產(chǎn)業(yè)化的最重要案例。
　　基斯林還在美國(guó)通過生物發(fā)酵的方法成功生產(chǎn)角鯊烯，并應(yīng)用到化妝品中，使其達(dá)到很好的保濕效果，目前已有產(chǎn)品在美國(guó)絲芙蘭獨(dú)家代理銷售。他告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》：“我們成功生產(chǎn)了‘伯克利釀造科學(xué)’牌啤酒，實(shí)現(xiàn)了啤酒風(fēng)味的個(gè)性化定制。”
　　深圳先進(jìn)院黨委書記楊建華表示，深圳先進(jìn)院引入基斯林，并成立合成生物化學(xué)研究中心，也是希望通過改造微生物或植物細(xì)胞，以生物合成手段生產(chǎn)植物藥活性分子。
　　在深圳先進(jìn)院推動(dòng)下，基斯林團(tuán)隊(duì)與中國(guó)企業(yè)合作建設(shè)的聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室將主要圍繞合成生物學(xué)、先進(jìn)生物制造技術(shù)等領(lǐng)域的前沿技術(shù)研究、新產(chǎn)品開發(fā)、技術(shù)平臺(tái)建立及人才培養(yǎng)等多層面進(jìn)行廣泛合作，打造一座“細(xì)胞工廠”。
　　“深圳先進(jìn)院經(jīng)過近13年的發(fā)展，已經(jīng)在高新科技成果產(chǎn)出及促進(jìn)科技與經(jīng)濟(jì)密切結(jié)合上取得了可喜的成績(jī)?！睏罱ㄈA期待，這家與企業(yè)共建的聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室不僅可以產(chǎn)出更多一流的基礎(chǔ)研究成果，還可以加速合成生物學(xué)的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。
　?。ㄔd于《中國(guó)科學(xué)報(bào)》 2019-03-21 第6版 轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化)