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“無人區(qū)不是沒有人做的區(qū)域，它是存在于科學最前沿的未知區(qū)域，推動著人類知識邊界的拓展”，日前，中國農業(yè)科學院深圳農業(yè)基因組研究所閆建斌在接受記者采訪時如此說。

今年，憑借“在解析紫杉醇生物合成途徑關鍵步驟方面做出的貢獻，支持他在紫杉醇的高效生物制造方向進行探索”，閆建斌成為第六屆“科學探索獎”生命科學領域的獲獎者之一，也是我國農科院系統的首位獲獎者。在10月19日頒獎典禮前夕，閆建斌接受記者采訪，回顧研發(fā)中的關鍵時刻，暢想未來五年產業(yè)的發(fā)展藍圖。他說，自己過去的研究成果得益于深圳長期、穩(wěn)定的支持，希望未來能在深圳探索紫杉醇合成生物制造的產業(yè)化之路。

打通紫杉醇合成通路

《哈利?波特》系列小說中伏地魔使用的魔杖是由紫杉木制成，這種植物又稱紅豆杉，從中提取的紫杉醇是世界知名的廣譜抗癌藥。閆建斌說，一個成年卵巢癌患者，一個治療周期所需的紫杉醇大約需要從30～50棵20年樹齡的紅豆杉中提取。而紅豆杉生長緩慢，提取紫杉醇成本高，難以滿足人民群眾的癌癥防治需求。能否不依賴這種植物對紫杉醇進行生物合成，是一個世界性難題。正是這樣的難題，成為閆建斌想要去闖一闖的“無人區(qū)”。

1990年，美國率先開發(fā)出一條高效的紫杉醇化學半合成路線，并迅速實現了商業(yè)化生產，但該路線需要從紅豆杉中提取生產原料巴卡亭III等生產原料，生產成本依然很高。接下來的30余年內，盡管全球上百個科研團隊都投入到了紫杉醇的生物全合成研究中，仍未能取得突破性的進展。

閆建斌說，紫杉醇獨特且高度復雜的分子結構，被稱為只有自然界能夠調配出來的“小怪物”。為了打通紫杉醇合成通路。他十余年來帶領團隊，繪制了南方紅豆杉基因組圖譜，發(fā)現了紫杉醇生物合成的關鍵酶，揭示了紫杉醇合成調控的新機制，實現了紫杉醇生產原料巴卡亭III的異源生物合成。該研究成果結束了闡明紫杉醇生物合成途徑的漫長研究歷史，成為植物代謝與合成生物學領域的引領性原創(chuàng)成果重大突破。

全流程用上AI工具

在全球對紫杉醇的研究都陷入停滯時期，曾有前輩勸說閆建斌不要繼續(xù)從事這個領域的研究。但他覺得，正是因為太難才更有挑戰(zhàn)，困難總要有人去突破。而如果要突破，就不能走前輩們的老路，必須做新的嘗試，要做更加基礎、更加交叉的研究。

近年來，各學科間交叉合作越來越多。尤其是AI已成為推動科學研究和技術進步的重要工具?！癆lphafold出來后，我就和合作團隊探討，在基因組學，代謝組學等如何能跟AI更好融合”，閆建斌說，在紫杉醇項目的研究過程中，已經全方位、全流程采用了AI相關技術，包括：用AI來預測紫杉烷類分子的化學結構，通過建立AI算法模型，在沒有標準品的情況下，可以判定是哪個細胞中生成了紫杉烷類分子；用AI指導人工設計，進行關鍵酶活性和溶解性的改造；在分析基因組以及基因表達調控等方面，為了提高效率，也引入了AI。

“AI正在加速我們的研究，但我們還有很多工作要做，比如如何把不同類型數據標準化，如何讓AI模型更好理解實驗數據等等”，他稱，在后續(xù)產業(yè)化過程中，需要開發(fā)適配發(fā)酵體系的生產工藝，其中有很多參數需要檢測、分析和調整，也會用AI進行全程優(yōu)化。“在實際工作中，多臺平行發(fā)酵罐的上樣、取樣和分析過程比較復雜，人工成本非常高，利用自動化構架和AI，就像汽車超級工廠一樣，只需要很少操作人員，就能快速獲取實驗數據，開發(fā)高效的生產工藝。相信未來中國在生物制造領域，AI能夠全面加持”。

用五年時間推進中試

本屆“科學探索獎”管理委員會雙主席之一，中國工程院院士、北京大學博雅講席教授高文談及本屆評選時曾說：“我們既考量申報人的過去工作，也考察他的未來設想。希望以此選出那些想前人不敢想，為前人不敢為的優(yōu)秀青年科學家，真正助力于提升國家的原始創(chuàng)新能力，推動人類文明的進步?！?/span>

科學探索獎官方評價認為，閆建斌的研究成果將有助于開辟紫杉醇原料藥生產的新途徑，有助于創(chuàng)造更有效抗癌藥物發(fā)現的新機遇，有助于開拓合成生物制造的新前景。

談及未來的方向，閆建斌說，紫杉醇的生物合成分兩步走，第一步是解碼，我用了10年的時間走通了。第二要從概念證明到產業(yè)化示范，“紫杉醇的生產成本現在還是太高，它不僅是抗癌藥，在心腦血管等疾病治療方面也有很好的作用，產量一定要做上來”。

閆建斌表示，在獲獎后，希望用五年時間推進小試到中試?！拔蚁嘈?，通過綠色生物制造路線，紫杉醇的生產成本將會大大降低，這將促進新型紫杉醇類抗癌藥物的開發(fā)，加快紫杉醇在心腦血管器械支架等領域的應用，拯救更多人的生命，還將加速我國形成紫杉醇生物制造新質生產力?！?/span>

他更加希望，深圳有著完整的生物制造與生物醫(yī)藥創(chuàng)新鏈，眾多產業(yè)基金，高效的政府科創(chuàng)管理等不可多得的優(yōu)勢，紫杉醇的產業(yè)化之路很有希望率先在深圳走通。“我當年從北京來到深圳，就是一個全新創(chuàng)業(yè)的開始，我們這個實驗室從無到有，得到了深圳長期和大力的支持。我覺得，在深圳，只要你愿意做具有重大意義的事情，敢啃硬骨頭，即使風險很高，深圳也愿意給予支持”。

他呼吁，紫杉醇生物制造產業(yè)化的實現，是一個復雜的系統性工程，需要全社會各方面力量加入，希望有更多的有志之士加入進來，共同開創(chuàng)我國的紫杉醇制造新產業(yè)。以前高端的紫杉醇藥物都要進口，未來，我們要實現生物制造的紫杉醇出口到國外。