嫦娥奔月、蛟龍入海、飛虹臥波……從重大工程到精密儀器，從生命科學(xué)到空間物理，一代代科技工作者胸懷國家、求實(shí)創(chuàng)新、追求真理、勇攀高峰，創(chuàng)造出一個(gè)個(gè)具有里程碑意義的科學(xué)成就，也鑄就了愛國、創(chuàng)新、求實(shí)、奉獻(xiàn)、協(xié)同、育人的科學(xué)家精神。
習(xí)近平總書記強(qiáng)調(diào)：“科學(xué)成就離不開精神支撐?？茖W(xué)家精神是科技工作者在長期科學(xué)實(shí)踐中積累的寶貴精神財(cái)富。”
2021年，人民日報(bào)要聞六版開設(shè)“講述·弘揚(yáng)科學(xué)家精神”欄目，已累計(jì)刊發(fā)99期。欄目始終堅(jiān)持以精神為帆、用文字作槳，描摹廣大科學(xué)家躬耕科學(xué)沃土、服務(wù)生產(chǎn)生活、培育科研人才的動(dòng)人故事。
四載春秋，百篇故事。今天，本版推出“弘揚(yáng)科學(xué)家精神”100期特別策劃。我們聯(lián)合人民日報(bào)法人微博發(fā)起“百名科學(xué)家百問百答”活動(dòng)，誠邀廣大網(wǎng)友積極參與、踴躍向科學(xué)家提問，并推出專版報(bào)道，特邀5位院士，針對網(wǎng)友們關(guān)心關(guān)注的人工智能、航空航天、生物技術(shù)等領(lǐng)域問題進(jìn)行解答，共同探討科技新知，共同期待科技讓生活更美好……
——編 者
生物制造替代化石資源，能否解決環(huán)境問題？
應(yīng)漢杰
網(wǎng)友提問：生物制造有什么優(yōu)勢？它替代化石資源，能否解決環(huán)境問題？
化石資源為人類構(gòu)建現(xiàn)代物質(zhì)文明作出了巨大貢獻(xiàn)，但大量的開發(fā)使用也導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境問題出現(xiàn)。面對前行中的“煩惱”，探索發(fā)展生物制造的意義逐漸凸顯。
什么是生物制造？它是以特定生物體如細(xì)胞或其組成部分為催化劑，進(jìn)行大規(guī)模物質(zhì)加工與轉(zhuǎn)化的技術(shù)，具有低碳循環(huán)、綠色安全等特征。
發(fā)展生物制造有什么意義？首先，生物制造將構(gòu)建我國農(nóng)業(yè)綠色增產(chǎn)新途徑，助力我國糧食安全自主可控。生物制造可從糧食生產(chǎn)、使用及替代等層面，保障我國糧食安全。比如，利用生物制造新分子、新功能產(chǎn)品替代傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)化學(xué)品，可顯著增加光合作用效率。再比如，通過生物制造產(chǎn)品構(gòu)建動(dòng)物健康養(yǎng)殖方式，可提高飼料糧轉(zhuǎn)化效率。
其次，生物制造將為健康中國建設(shè)提供重要物質(zhì)基礎(chǔ)。一方面，生物制造為中草藥等生理活性物質(zhì)多品種、規(guī)模化制造提供了新的途徑，使得從源頭上建立衰老性病癥調(diào)控的新研究、新機(jī)制與新范式成為可能。另一方面，通過生物制造，可以在細(xì)胞工廠中制造動(dòng)植物中的功效物質(zhì)及內(nèi)源性生理活性物質(zhì)，顯著降低有害物質(zhì)的含量，為實(shí)現(xiàn)延緩衰老、未病先防奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)。
最后，生物制造所需的細(xì)胞元件存在超高維度設(shè)計(jì)空間，蛋白質(zhì)序列、代謝網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)復(fù)雜度呈指數(shù)級增長，多基因靶點(diǎn)協(xié)同優(yōu)化可能涉及10^20種組合。通過跨尺度、多模態(tài)生命科學(xué)大模型，我們可以提高復(fù)雜生命體的數(shù)字孿生能力，進(jìn)行閉環(huán)式“設(shè)計(jì)—構(gòu)建—測試—學(xué)習(xí)”全自動(dòng)迭代，為解決人類社會(huì)面臨的諸多重大問題提供變革性解決方案。
（作者為中國工程院院士、蘇州大學(xué)校長，本報(bào)記者姚雪青采訪整理）
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