中科院學部論壇：代謝科學驅動人類未來

　　 7月25日，中國科學院學部主辦的科學與技術前沿論壇在上海舉行，來自全國各地近百位專家學者，以“代謝科學驅動人類未來”為主題，以20多個精彩的戰略報告結合4場圓桌會議討論，充分展示了代謝科學的集聚式布局在未來生命科學中的理論創新和高端生物產業創新發展中所處的關鍵地位，增進了對代謝科學體系建設的深度認知。

　　鑒于“今天的代謝科學戰略布局關系到明天生命科學縱深發展，乃至我國生物技術新興產業的發展水平”，與會院士專家呼吁國家、生命科學科研人員以及社會方方面面形成共識和合力，努力使我國代謝科學能夠占據國際戰略引領地位。

　　前所未有的機遇

　　代謝科學作為生命科學基礎與應用研究理念的聚合，近年來得到快速發展，它已發展成為驅動解決人類面臨的健康頑疾、糧食安全、環境保護和綠色制造等方面重大科學和技術問題的推手。

　　論壇共同主席、上海交通大學教授鄧子新在主旨報告中指出，近年來基因組、蛋白質組、代謝組學以及相關科學技術的快速發展，已推動生命科學快速步入大數據時代，代謝科學通過由淺入深和循序漸進的積累、認知和利用這些大數據，實現眾多代謝體系從分子水平向網絡化互作集成、從認識分子作用機制向設計構建新生物體系、從基礎研究向應用科學等方面的縱深質變，已經迎來了前所未有的發展機遇。

　　代謝科學的每一項重大突破，都帶動了微生物或植物天然產物藥物的跨越式發展。2015年諾貝爾生理或醫學獎授予了青蒿素的發現者屠呦呦和阿維菌素的發現者大村智和William C.Campbell, 促使代謝科學驅動的天然產物研發迎來黃金時代。在我國實現從天然產物的資源大國到藥物強國轉變的過程中，代謝科學體系的建設尤其值得引起高度重視，它無疑是實現這個創新轉變最值得依賴的核心學科，也是全球技術與資源對接，基礎與產業互動方面最為活躍的學科。

　　生物制造將成亮點

　　生物制造是以生物體機能進行大規模物質加工與物質轉化，其實質是以生物催化代替化學催化工藝路線，是完全有別于石油化工路線的新模式。南京工業大學教授歐陽平凱指出，目前主要用作燃料的生物質，可以轉化為重要的新型功能材料，如生物基聚氨酯、聚己內酯、生物尼龍等生物材料在服裝及醫用材料等方面有著非常廣闊的市場前景，我國如能率先攻克生物質轉化這些生物材料產業化生產難關，那就是為中國制造培育一個未來的新增長亮點。因此，代謝科學在環保方面也將會有一番大的作為。

　　北京化工大學教授譚天偉認為，生物制造將是未來各國競爭的制高點。預計到2030年，大約有35%的化學品和其他工業產品來自以生物制造為代表的工業生物技術，其在生物經濟中的貢獻率將達到39%。目前全球工業生物技術研發投入較低，在工業生物、農業生物和醫藥生物中的總量僅占2%，遠低于醫藥生物的87%。

　　發揮潛能 再塑功能

　　中科院上海生物工程研究中心研究員楊勝利認為，作為驅動未來生命科學與產業發展的引擎，代謝科學從更寬廣的視角圍繞生物體代謝網絡中的物質轉化、能量轉換、信號傳遞等過程，從多種代謝體系相互作用的高度，對生命過程進行了綜合的解析、預測和人工設計，揭示了代謝網絡“計量、定向、時空”的內在規律。代謝科學已開始得到許多發達國家政府、科技和企業界的高度關注。

　　近年來，生命科學不僅引入高通量、單分子技術、納米技術等新技術、新方法，同時，數理科學“定量概念”、工程科學“設計概念”、合成化學“合成認識概念”等思路和策略也正與生命科學發生著深刻的交叉與融合。

　　中科院上海生科院植物生理生態研究所研究員趙國屏院士等與會專家認為，由此會開啟未來生命科學以系統化、定量化和工程化為特征的“多學科會聚”研究范式，為更深入系統地認識生命、更精準有效地改造生物體提供前所未有的機遇。但目前對代謝過程的微觀過程與生物個體宏觀表現的聯系、代謝網絡中局部調控與全局響應等的了解仍只是冰山一角，尤其是多學科交叉的理論及技術平臺等發展與代謝科學整體發展極不相稱。必須在強化代謝科學基礎研究的同時，構建結構合理、完整的代謝科學體系，從而推進我們對生命過程的深度認知，最大限度實現代謝潛能的發揮與代謝功能的再塑。相關理論和技術的重大突破，必將對健康、食品、環保、農業、化工等行業產生顛覆性影響。