國內(nèi)案例

英美等國現(xiàn)有的生物鑄造廠仍然存在一定的局限性，包括復雜線路設計能力不強、底盤細胞單一、大片段?DNA?的制造成本高、高通量測試手段少、與下游應用銜接不緊密等。許多研發(fā)需求仍未能滿足，領域的發(fā)展仍面臨障礙。針對現(xiàn)有生物鑄造廠的不足，我國做出了自己的部署。

中國科學院深圳先進技術研究院（以下簡稱“深圳先進院”）牽頭建設“合成生物研究重大科技基礎設施”（以下簡稱“設施”）項目，該設施項目于?2013?年被列入《國家重大科技基礎設施建設中長期規(guī)劃（2012—2030?年）》的總體部署，并于?2018?年?1?月獲深圳市發(fā)改委批復立項。設施計劃投入?9.4?億元人民幣，規(guī)模上的大幅提升將有效解決小型設施面臨的底盤細胞單一、DNA?與耗材成本高等不足，并更有利于開展生命體的大規(guī)模個性定制，服務于國內(nèi)外研究者的多元化用戶需求，實現(xiàn)生命體的遠程定制、異地設計、規(guī)模經(jīng)濟生產(chǎn)。設施旨在為合成生物學中的海量工程化試錯提供關鍵科學手段，推動我國生命科學技術能力實現(xiàn)從認識生命表象到掌握復雜生命本質(zhì)、從定性描述向定量預測、從單一維度向多維度生物功能檢測、從單一層次向多層次生物儀器開發(fā)、從基礎研究向醫(yī)學轉(zhuǎn)化應用?5?個方面的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)變。設施建設的科學目標，是圍繞如何實現(xiàn)設計合成可預測的生命體這一關鍵科學問題，秉持模塊化的理念，將實驗對象、方法、技術等標準化，通過不斷的閉環(huán)的工程試錯，提升理性設計能力。設施內(nèi)利用智能化、自動化和高通量的設備，搭建多條用于生物元件、生物器件、復雜網(wǎng)絡、人工細胞器、人工細胞、多細胞人工體系等多維度人造生命的自動化合成測試生產(chǎn)線，各條生產(chǎn)線之間有機協(xié)同，并結(jié)合設計軟件與機器學習的深度研發(fā)，建立合成生物理性設計與工程化試錯相結(jié)合的核心平臺。在該設施的支撐下，有助于我國科學家做出具突破意義的標志性工作，快速獲取從頭設計的大型基因組與非天然元件；完善技術方法體系，增強元件標準化、通用性；圍繞需求打通從元件到基因線路、生物裝置和人造生命的一體化創(chuàng)新路徑，形成顛覆性產(chǎn)業(yè)技術。

中國科學院天津工業(yè)生物技術研究所（以下簡稱“天津工生所”）牽頭建設的以二氧化碳生物轉(zhuǎn)化為目標的合成生物科教基礎設施，已被國家發(fā)改委批復納入中國科學院“十三五”科教基礎設施項目建設的項目庫?！叭斯ど飫?chuàng)制及關鍵技術研發(fā)平臺”將形成“學習設計—合成裝配—測試分析”的工程化循環(huán)流程，其核心建設內(nèi)容是合成生物自動化工作站——工作站將圍繞合成生物學發(fā)展的核心能力問題，以軌道機器人、定點機器人等為核心，整合各種操作裝備、分析裝備，形成集成化自動化裝置系統(tǒng)，高通量、自動化地完成樣品處理、DNA?合成組裝，以及基因組規(guī)?；庉嫛⒑Y選和評價等設定的標準化工作任務；通過自動化物流機器人實現(xiàn)高通量的樣品“流”管理與統(tǒng)籌；通過機器人與人力的“雙軌制”實現(xiàn)人工智能與人類智能的協(xié)同工作；通過信息技術將獲得的不同類型的大數(shù)據(jù)進行整合，為智能化機器學習提供數(shù)據(jù)基礎?！叭斯ど飫?chuàng)制及關鍵技術研發(fā)平臺”建成后，以二氧化碳生物轉(zhuǎn)化為模型，可快速、高效地創(chuàng)造具有目標特性的合成生物，“合成生物”定制能力達到國際先進水平，支撐基礎性、前瞻性、引領性的合成生物關鍵技術創(chuàng)新，滿足企業(yè)定制需求，提供創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)服務，為培育發(fā)展我國合成生物產(chǎn)業(yè)提供支撐。