世界级大科学装置加持,深圳竞逐合成生物万亿蓝海|改革开放45周年广东调研行

南方财经全媒体记者 陈思琦 深圳报道一支平均年龄33岁的国际化人才队伍,77位学者入选“全球前2%顶尖科学家”榜单,累计孵化1853家企业、持股365家——探索学界与业界“双栖”发展,中科院深圳先进技术研究院(以下简称“先进院”)卓有成效。先进院尤其押注一条需“争分夺秒”的产业赛道——合成生物

南方财经全媒体记者 陈思琦 深圳报道

一支平均年龄33岁的国际化人才队伍,77位学者入选“全球前2%顶尖科学家”榜单,累计孵化1853家企业、持股365家——探索学界与业界“双栖”发展,中科院深圳先进技术研究院(以下简称“先进院”)卓有成效。

先进院尤其押注一条需“争分夺秒”的产业赛道——合成生物

数据显示,近3年全国新增的合成生物企业,40%聚集在深圳。2020年的一份麦肯锡研究报告则指出,未来10-20年合成生物产业将带来每年2-4万亿美元的直接经济产出。

相较北京、上海等传统生物医药重镇,深圳有何优势?由深圳市政府投资、先进院牵头建设的合成生物研究重大科技基础设施(以下简称“大设施”)是密码所在。

对科研人员而言,需要频繁试错、耗时又耗力的生物实验得以“一键加速”;对初创企业而言,自行搭建实验平台的高昂费用得以“一键减免”。

加之“楼上”创新、“楼下”创业的独特机制大大节省了沟通磨合成本,先进院合成生物学研究与产业化正行驶在一条快车道上。

10月19日,南方财经全媒体记者跟随“改革开放45周年广东调研行”活动探访先进院,解码深圳竞逐合成生物万亿蓝海的经验做法。

3年发顶刊背后的“神器”

回国组建团队仅3年,研究成果就成功发表于国际顶刊CELL,领跑美国麻省理工、英国剑桥等顶尖机构,36岁的李汉杰在先进院体验了一番“深圳速度”。

李汉杰曾在以色列魏茨曼科学研究所从事免疫学和单细胞组学研究工作,现担任先进院合成生物学研究所(以下简称“合成所”)研究员。

今年9月,李汉杰团队首次成功构建了覆盖组织范围最广、时间跨度最长、采样密度最高的人类免疫细胞发育图谱,还鉴定出一群广泛存在于多个组织脏器的促血管生成巨噬细胞,以及一群在中枢神经系统外的类小胶质细胞,文章成功被CELL收录。

“短短3年成功攻关,很大程度上得益于深圳的合成生物大设施,让我们能搭建出一个高通量的单细胞转录组测序平台,快速研究出免疫细胞的多样性、分化和功能。如果没有大设施,(这项研究)可能要5-6年甚至更久,早就被国外抢发了。”李汉杰说。

正如李汉杰所言,生命科学领域的实验室工作,一定程度上属于耗时耗力的“劳动密集型”。由于生物体系的复杂性,现阶段生物体系的理性设计还依赖于高通量的“试错”实验。

假若有一座“生物铸造工厂”(Biofoundary),可将繁琐的实验从纯手工转为自动化、低通量转为高通量、随性化转为标准化,将能大大缩短实验周期、提高实验效率,进而推动生物技术的变革。

深圳合成生物研究重大科技基础设施就是这样一座“生物铸造工厂”。其亮点在于,将工业领域的智能制造理念引入合成生物学研究中,形成自动化、高通量的设备平台和一套标准化的实验方法、算法和流程。

作为光明科学城建设优先启动和布局的重点项目之一,大设施由深圳市政府投资建设,先进院为建设牵头单位,深圳市发改委核定的项目投资总概算为7.222亿元,计划于2023年底试运营。

(光明科学城合成生物大设施)

李汉杰告诉记者,免疫学与医学高度相关,其研究需要许多临床样本。相较北京、上海、广州等医疗资源丰富的城市,深圳“底子比较弱”。

2022年,细胞与基因、合成生物产业被纳入深圳重点发展的“20+8”产业集群中。同时,深圳加大力度招引免疫人才,还专门成立了深圳市免疫学会。政策倾斜,叠加合成生物大设施这一“神器”,越来越多年轻科研人才选择深圳。

记者了解到,先进院合成生物学团队已有1000余人,国家级人才近50名,团队骨干分别来自哈佛大学、耶鲁大学、麻省理工学院、约翰霍普金斯大学等,背景横跨生物、物理、化学、信息等学科,在Nature、Nature Microbiology、PNAS等期刊上屡有文章发表,国际影响力与日俱增。

白大褂与西装“无边界”

“深圳是一个开放创新的城市,科研和创业不会有很明确的边界。科研人员的优势是‘从0到1’的科学发现,但要想更‘接地气’、响应实实在在的民生需求,科研人员需要接触市场,获取市场的一手信息。深圳提供了这样的机遇。”

调研期间,记者采访了先进院合成所研究员、所长助理、材料合成生物学研究中心主任钟超。他还有一个特殊的身份——深圳柏垠生物科技有限公司创始人。白大褂与西装“无缝切换”,学界与业界“双栖”发展,在先进院并不少见。

2021年7月,国家发改委发文推广47条“深圳经验”,由深圳市工程生物产业创新中心(以下简称“创新中心”)首创的“楼上楼下创新创业综合体”模式入选。

据介绍,创新中心是由深圳市光明区政府与先进院合作,先进院合成所具体牵头建设的创新创业平台,建筑面积1.2万多平方米。

(深圳市工程生物产业创新中心)

所谓“楼上楼下创新创业综合体”,即是在创新中心大楼里,“楼上”的科研人员开展“从0到1”原始创新活动,解决基础科学问题,支撑产业进行核心技术攻关;“楼下”构造产业孵化空间,为合成生物初创企业提供“拎包入住”的共享实验平台及智库支撑。

“合成生物学研究用到的仪器,通常要五六百万(元)甚至更贵,初创企业负担不起。而在创新中心,企业支付比市场上低得多的费用,就能使用‘楼上’的先进院研发平台。”钟超说。

研究海洋生物——贻贝超过10年的钟超于2021年孵化创立柏垠生物,落在创新中心。据他介绍,目前手术伤口缝合多以缝线的方式,会留下疤痕。而贻贝蛋白就像“皮肤胶水”,具备湿态粘合效果,对伤口温和并且适应症广,可广泛用于剖腹产等手术的术后修复。

虽市场需求可观,但钟超预计,产品真正得到市场检验至少要5-8年时间,“周期那么长,初创企业很难活下来。”

而在创新中心,“楼上楼下”模式一方面为初创企业解决了巨额实验成本难题;另一方面,科研人员及时接收市场反馈,发现贻贝蛋白在美妆护肤领域的落地难度更小,比如应对敏感肌炎症、痤疮、婴儿湿疹等,2-3年就可产生现金流。

以医疗场景为长线目标,从离消费者更近的化妆品和医美原料赛道切入获得资金流,得益于长短线结合的商业模式,柏垠生物得到资本青睐,截至2022年底已完成天使、天使+和Pre-A共三轮近2亿元融资。

柏垠生物并非孤例。截至今年7月,创新中心已组织11批次企业遴选,通过遴选企业109家,孵化器和后续拓展园区吸引落地42家企业、毕业企业13家。创新中心重点布局9大赛道,入驻企业融资总额24.8亿元,估值164.8亿元。

对产业化的高度重视,是先进院区别于其他科研机构的亮点。国际欧亚科学院院士、时任先进院院长樊建平曾撰文指出,基于深圳的产业需求,先进院定位为“工业研究院”,不仅鼓励承担企业项目、授权企业专利,还将孵化企业作为最核心的科研成果产业化方式。

经过多年发展,先进院累计孵化企业1853家,持股365家;累计发表高水平论文1.7万篇、申请专利1.5万件,产业合作金额累计达39.76亿元。

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