在浙江大學杭州國際科創(chuàng)中心生物與分子智造研究院，不到40歲的王寶俊教授正帶領(lǐng)團隊瞄準合成生物學的前沿基礎(chǔ)和應(yīng)用領(lǐng)域開展深入研究。
合成生物學，一個蓬勃發(fā)展的新領(lǐng)域——采用工程化理念，對生物體進行有目標的設(shè)計、改造乃至重新合成，創(chuàng)建賦予超越自然功能的人造生命體系，成為繼“DNA 雙螺旋發(fā)現(xiàn)”所催生的分子生物學革命、“人類基因組計劃”實施所催生的基因組學革命之后的第三次生物技術(shù)革命，被《自然》《科學》等國際頂尖科學期刊以及多國智庫評為十大顛覆性技術(shù)之一。
年輕的學科團隊與催動原創(chuàng)突破、學科交叉融合的前沿學科，如何在祖國的熱土上升級發(fā)展？這是已獲英國愛丁堡大學終身教職卻放棄百萬英鎊科學基金，回到母校“創(chuàng)業(yè)”的王寶俊，所做的又一次新的選擇。
從零開始，突破學科邊界
選擇合成生物學，對于王寶俊來說幾乎是從零開始的大膽挑戰(zhàn)。誰也想不到，如今合成生物學方向的領(lǐng)軍科學家，從博士階段才開始接觸合成生物學。
那是一段孤獨艱澀的求學路。浙江大學生物醫(yī)學工程專業(yè)本科畢業(yè)的王寶俊赴帝國理工學院攻讀生物工程博士學位時，對當時剛剛起步的合成生物學非常感興趣，但由于與導(dǎo)師的研究方向不同，又缺乏對應(yīng)的學科背景與實驗條件，學習起來十分不易。
“自我驅(qū)動力是個人成長的關(guān)鍵，記得不分晝夜在實驗室學習的日子，很累但不覺得苦，一心就想出國學習定要學出成績來！”在王寶俊看來，“合成生物學有著設(shè)計和改造生命的魔法，用一個個原件組裝成有指定功能的人工生物系統(tǒng)，能夠解決人類面臨的諸多問題”，由此吸引著他用長期暴風式的學習和實驗去突破自己的學科邊界。
從構(gòu)想到實現(xiàn)同樣需要經(jīng)歷一段蛻變的旅程，王寶俊選擇了全身投入去體驗科學的沉積與爆發(fā)。他回憶：“入職愛丁堡大學初期，看到身邊的同事陸續(xù)做出成果，自己做了成百上千次實驗卻依舊沒有進展時，心里難免焦慮害怕，但成功往往就是在無數(shù)次的試錯后又多了一次嘗試?！?/p>
創(chuàng)新嘗試，結(jié)出累累碩果
雖然合成生物學的學科基礎(chǔ)是分子生物學，但王寶俊大膽嘗試，運用在浙大習得的工程學原理與方法設(shè)計指導(dǎo)生物學實驗。他形容這個過程像搭積木，妙用工程化手段組裝生物分子，設(shè)計建造生物學路徑，對每一個生物原件進行充分表征，再根據(jù)需求選擇相應(yīng)行為能力的部件去組裝，以實現(xiàn)基因線路的創(chuàng)新設(shè)計。
近幾年，王寶俊在合成生物學關(guān)鍵使能技術(shù)開發(fā)、基因線路設(shè)計及應(yīng)用方向取得了大量突破性原創(chuàng)成果——
在國際上率先提出基因線路的工程化設(shè)計方法，開拓了其在超敏感生物傳感等領(lǐng)域的創(chuàng)新應(yīng)用；
在國際上率先開發(fā)出新型“類真核”原核細菌CRISPR可編程基因激活技術(shù)，揭示了II型CRISPR系統(tǒng)crRNA與tracrRNA配對的可編程性機制并開拓了其在RNA傳感領(lǐng)域的應(yīng)用；
提出了新型分裂蛋白設(shè)計定向進化方法和創(chuàng)建了迄今為止規(guī)模最大的標準化正交斷裂蛋白內(nèi)含肽文庫，解決了高重復(fù)結(jié)構(gòu)大分子蛋白的體外精確無縫組裝難題……
每一次的刻苦學習與嘗試猶如一粒粒的珍珠，終能串成絢麗的項鏈。因為持續(xù)努力和大膽創(chuàng)新，王寶俊的研究成果被Nature News, Financial Times等國際權(quán)威雜志媒體廣泛報道，同時被英國合成生物學路線圖國家科學戰(zhàn)略報告作為合成生物學領(lǐng)域重大標志性進展重點引用介紹。
王寶俊成為了2015年比爾蓋茨基金會全球大挑戰(zhàn)探索基金獎獲得者，該獎的入選成功率僅有1%；也是2019年英國自然科學基金會杰出青年科學基金獎獲得者，當年僅41位入選者。
回國創(chuàng)業(yè)，把握未來機遇
海外科研事業(yè)的順風而行并沒有讓王寶俊停駐，他毅然選擇了回國。“合成生物學在國內(nèi)的前景十分廣闊，在生物制造、生命健康、農(nóng)業(yè)食品、功能材料等諸多領(lǐng)域都能發(fā)揮作用?！蓖鯇毧〗榻B，隨著國家“十三五”“十四五”規(guī)劃將合成生物學列為科技前沿領(lǐng)域攻關(guān)方向，生物醫(yī)藥、新材料被列入浙江省十大支柱產(chǎn)業(yè)鏈和重點發(fā)展產(chǎn)業(yè)，合成生物學將為諸多支柱產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供核心技術(shù)，從而促進健康、醫(yī)藥和新材料等產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級。
如今，王寶俊入職化學工程與生物工程學院，開啟了全新的科研旅程。他帶領(lǐng)團隊以“規(guī)模化基因線路設(shè)計的關(guān)鍵使能技術(shù)開發(fā)、自動化設(shè)計及其在生物傳感和生物醫(yī)藥領(lǐng)域的創(chuàng)新應(yīng)用”為主攻方向，渴望破解包括合成生物學共性使能技術(shù)工具的開發(fā)，如正交內(nèi)含肽、CRISPR可編程基因編輯與調(diào)控技術(shù)；基因元器件的挖掘、改造和定制化設(shè)計；基因線路的設(shè)計，即如何更好的提高基因線路的規(guī)模和功能復(fù)雜性以及設(shè)計效率；擴展合成生物學在生物診療與生物制造等方面的應(yīng)用等關(guān)鍵問題與技術(shù)。
如果你也能看到王寶俊所在團隊自主搭建的合成生物學自動化科學裝置iBioFoundry，自動化、大數(shù)據(jù)和機器學習會向你呈現(xiàn)令人驚喜的科研畫面———這一目前國際上該領(lǐng)域規(guī)模最大、集成度最高的一套全流程、高通量、自動化合成生物學科學裝置，平均每天可以創(chuàng)建2000個人工細胞，實現(xiàn)從DNA原件組裝、細胞培養(yǎng)、產(chǎn)物分析到人工生命創(chuàng)建、保存的全流程、高通量、自動化操作———這正是對人類未來的生動描繪。
（文字記者：周伊晨 李林冀潔）
