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        全球首創(chuàng)!中國突破“三非”1,3-丙二醇技術(shù)

        來源:青眼      2025-06-12
        導(dǎo)讀:在這場(chǎng)技術(shù)與產(chǎn)業(yè)深度融合的浪潮中,以曾安平為代表的有著國際視野和深厚基礎(chǔ)及工程研究的科學(xué)家正成為關(guān)鍵推動(dòng)者。他們不僅為全球合成生物學(xué)發(fā)展提供“中國方案”,更將實(shí)驗(yàn)室的突破轉(zhuǎn)化為高質(zhì)量發(fā)展的新動(dòng)能,為全球產(chǎn)業(yè)生態(tài)的升級(jí)提供新坐標(biāo)。
        作為驅(qū)動(dòng)“生物制造”新質(zhì)生產(chǎn)力發(fā)展的核心引擎,合成生物學(xué)技術(shù)正以突破性的創(chuàng)新動(dòng)能重塑全球產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)模式。


        在我國,這一戰(zhàn)略性技術(shù)已被提升至國家戰(zhàn)略高度,成為實(shí)現(xiàn)科技自立自強(qiáng)和經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展的重要支撐。

        從區(qū)域布局看,目前我國已形成以深圳、天津、北京、上海、杭州為核心的五大合成生物創(chuàng)新集群。這些集群依托“頂尖科研平臺(tái)+領(lǐng)軍人才團(tuán)隊(duì)”的協(xié)同創(chuàng)新模式,持續(xù)推動(dòng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。

        其中,西湖大學(xué)合成生物學(xué)與生物智造中心,作為杭州創(chuàng)新集群的重要組成部分,由曾安平院士牽頭。

        2022年初,受西湖大學(xué)校長施一公力邀,這位德國國家工程院首位德籍華人院士毅然去職回國,投身西湖大學(xué)合成生物學(xué)建設(shè),帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)在細(xì)胞工廠設(shè)計(jì)、生物智能制造等關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)重大突破。

        就在近期,青眼對(duì)曾安平進(jìn)行了獨(dú)家專訪,他不僅分享了其科研歷程與回國初心,更分享了對(duì)合成生物學(xué)未來發(fā)展的戰(zhàn)略思考,為行業(yè)提供極具價(jià)值的專業(yè)洞見。

        從鄉(xiāng)村少年到院士

        曾安平的學(xué)術(shù)攀登之路



        曾安平的人生軌跡,完整詮釋了從鄉(xiāng)村少年到國際優(yōu)秀科學(xué)家的蛻變歷程。


        1963年,曾安平出生于江西吉安。少年時(shí),他常在放牛間隙刻苦學(xué)習(xí)。1978年,15歲的他考入江西工學(xué)院(現(xiàn)南昌大學(xué))無機(jī)化工專業(yè),隨后在北京石油化工科學(xué)研究院攻讀石油化工碩士,并于1984年提前畢業(yè)。


        1985年,在同濟(jì)大學(xué)留德預(yù)備部完成德語強(qiáng)化訓(xùn)練后,他順利通過德國大學(xué)入學(xué)語言資格考試。次年,這位懷揣科學(xué)夢(mèng)想的青年遠(yuǎn)赴德國,在布倫瑞克工業(yè)大學(xué)和德國國家生物技術(shù)研究院開啟了他的生物化工博士研究。


        回首德國求學(xué)時(shí)光,他坦言,“語言障礙很快克服,但適應(yīng)德國科研體系才是真正的考驗(yàn)。”


        “德國科研最鮮明的特點(diǎn)就是實(shí)踐至上。”曾安平深有感觸地說。在德國國家生物技術(shù)研究院,博士生從第一天起就被視為獨(dú)立科研人員,被采取“放養(yǎng)式”培養(yǎng)模式。“我不僅要快速適應(yīng)這種工作方式,還要補(bǔ)充生物技術(shù)方面的專業(yè)知識(shí)。”


        “那段日子,我過著雙重身份的生活:白天是實(shí)驗(yàn)室的研究生,晚上是課堂里的學(xué)生。”他繼續(xù)說道,這種模式下,常常是先動(dòng)手實(shí)驗(yàn),遇到問題再回頭補(bǔ)理論。


        也正是這種實(shí)踐導(dǎo)向的科研培養(yǎng)體系,讓曾安平實(shí)現(xiàn)了從“不被導(dǎo)師看好”到“最引以為傲的門生”的轉(zhuǎn)變,并成為德國國家生物技術(shù)研究院首位大陸華人終身研究員。


        2006年,他出任德國漢堡工業(yè)大學(xué)生物過程與生物系統(tǒng)工程研究所所長,2020年當(dāng)選德國國家工程院院士,成為該院首位華人教授院士。


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        曾安平 攝于恒碳山東工廠實(shí)驗(yàn)室


        當(dāng)談及當(dāng)選院士的核心學(xué)術(shù)貢獻(xiàn)時(shí),曾安平謙遜地表示,“這是幾十年學(xué)術(shù)積累的結(jié)果,很難歸功于某個(gè)單獨(dú)突破。”


        他同時(shí)特別指出,其團(tuán)隊(duì)在1,3-丙二醇生物合成領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了從理論突破到產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的全鏈條創(chuàng)新,建立了國際公認(rèn)的研究范式。而這項(xiàng)開創(chuàng)性工作也使他成為該領(lǐng)域最具國際影響力的學(xué)者之一。



        全職加入西湖大學(xué)背后的理想與抉擇


        2022年初,正值學(xué)術(shù)生涯巔峰的曾安平作出了一個(gè)重大抉擇——辭去德國終身教職,全職加入西湖大學(xué)。

        談及這個(gè)改變?nèi)松壽E的決定,他坦言,“這個(gè)抉擇并不輕松。我不僅放棄了終身教職,更放棄了德國獨(dú)有的教授公務(wù)員身份及其伴隨的優(yōu)厚福利。”

        面對(duì)“為何選擇回國發(fā)展”的提問,曾安平目光堅(jiān)定:“首先是教育理想的感召。其次在科研方面,我需要一個(gè)全新的平臺(tái)來突破既有范式,專注于那些更具有突破性的研究方向。”

        “雖然產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化并非初衷,”他繼續(xù)說道,“但1,3-丙二醇項(xiàng)目的產(chǎn)業(yè)化實(shí)踐,我切身感受到國內(nèi)合成生物創(chuàng)新生態(tài)的蓬勃生機(jī)——從上到下,從國家到企業(yè),大家都很積極。這樣富有活力的成果轉(zhuǎn)化環(huán)境,與我多年積累的系列可產(chǎn)業(yè)化技術(shù)相得益彰,自然也成為了一個(gè)考量維度。”

        據(jù)西湖大學(xué)官網(wǎng)顯示,曾安平目前擔(dān)任西湖大學(xué)工學(xué)院講席教授(兼聘生命科學(xué)學(xué)院),并同時(shí)出任西湖大學(xué)合成生物學(xué)及生物智造中心主任、浙江省智能低碳生物合成重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任。這一系列重要職務(wù)的擔(dān)任,無疑充分體現(xiàn)了其團(tuán)隊(duì)在合成生物學(xué)領(lǐng)域的學(xué)術(shù)地位和影響力。

        談及領(lǐng)先優(yōu)勢(shì),曾安平從三個(gè)維度進(jìn)行了專業(yè)闡述:

        第一,基于化工背景,建立了獨(dú)特的系統(tǒng)工程研發(fā)范式,實(shí)現(xiàn)了工程技術(shù)在基礎(chǔ)研究到產(chǎn)業(yè)應(yīng)用全鏈條中的貫通;

        第二,全流程研發(fā)能力。團(tuán)隊(duì)同時(shí)具備上游菌種設(shè)計(jì)和下游工藝開發(fā)的專業(yè)實(shí)力,形成了完整的研發(fā)閉環(huán);

        第三,首創(chuàng)“微型化生物制造工廠”模式,創(chuàng)新性地整合了生物合成與分離提取技術(shù),實(shí)現(xiàn)了分子生物學(xué)與工程技術(shù)的深度融合。

        曾安平特別強(qiáng)調(diào),“這種‘全鏈條貫通’的創(chuàng)新模式不僅解決了傳統(tǒng)研究中上下游割裂的痛點(diǎn),更在微生物和高等細(xì)胞合成生物學(xué)領(lǐng)域取得多項(xiàng)原創(chuàng)突破,這共同確立了我們?cè)趪H合成生物學(xué)與生物制造領(lǐng)域的獨(dú)特地位。”

        青眼了解到,西湖大學(xué)合成生物學(xué)及生物智造中心正致力于打造世界一流的科研平臺(tái)。該中心將整合生命科學(xué)、生物工程、材料科學(xué)和人工智能等多學(xué)科優(yōu)勢(shì),重點(diǎn)突破新一代生物醫(yī)藥、生物材料以及基于CO?和太陽能的綠色生物制造等關(guān)鍵技術(shù)。

        目前,該中心已啟動(dòng)全球人才招募計(jì)劃,面向不同學(xué)科領(lǐng)域招聘獨(dú)立PI,為曾安平團(tuán)隊(duì)及其科研伙伴提供廣闊的創(chuàng)新舞臺(tái)。


        率先實(shí)現(xiàn)全生物基1,3-丙二醇產(chǎn)業(yè)化


        在專訪中,曾安平多次提及1,3-丙二醇的產(chǎn)業(yè)化——這既是他學(xué)術(shù)生涯最具標(biāo)志性的創(chuàng)新成果,也是他回國后成功實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化的首個(gè)示范性項(xiàng)目。


        需要指出的是,該項(xiàng)目的產(chǎn)業(yè)化落地由廣東恒碳科技有限公司(下稱“恒碳科技”)具體實(shí)施。作為該公司首席戰(zhàn)略科學(xué)家,曾安平系統(tǒng)性地主導(dǎo)了從基礎(chǔ)研究、工藝開發(fā)到工業(yè)化生產(chǎn)的全流程創(chuàng)新,為中國突破這一戰(zhàn)略化工原料的產(chǎn)業(yè)化瓶頸作出了關(guān)鍵貢獻(xiàn)。


        作為合成生物學(xué)領(lǐng)域的新銳企業(yè),恒碳科技以“碳科學(xué)、碳平衡”為核心理念,專注于高附加值化學(xué)品及高性能材料的研發(fā)生產(chǎn)。盡管成立不到兩年時(shí)間,但在曾安平的指導(dǎo)下,其創(chuàng)新性地采用巴氏梭菌技術(shù),成功研發(fā)出全球首創(chuàng)的Biebl?全生物基1,3-丙二醇原料,成為行業(yè)矚目的技術(shù)創(chuàng)新典范。


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        ▍全球首創(chuàng)的Biebl?全生物基1,3-丙二醇


        “Biebl博士是最早研究巴氏梭菌發(fā)酵的著名專家之一,他把我引導(dǎo)到這方向;但巴氏梭菌以高效聯(lián)產(chǎn)1,3-丙二醇和丁醇著稱,我們通過代謝工程和工藝技術(shù)開發(fā)實(shí)現(xiàn)了1,3-丙二醇的專一化合成,這是技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵突破。”曾安平說。


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        曾安平和Biebl博士 攝于德國布倫瑞克


        從1,3-丙二醇生產(chǎn)技術(shù)演進(jìn)來看:第一代技術(shù)采用肺炎克雷伯菌(致病菌),雖產(chǎn)量可觀但存在生物安全風(fēng)險(xiǎn);第二代技術(shù)為杜邦開發(fā)的重組大腸桿菌工藝,依賴轉(zhuǎn)基因和糧食原料。


        恒碳科技的第三代技術(shù)則基于巴氏梭菌,實(shí)現(xiàn)了“三非”(非糧、非轉(zhuǎn)基因、非致病菌)革命性突破,具有四大工藝優(yōu)勢(shì):無需通氣、免強(qiáng)攪拌、低溫滅菌、簡(jiǎn)化培養(yǎng)基。該技術(shù)可廣泛應(yīng)用于化妝品、醫(yī)藥、紡織纖維等多個(gè)領(lǐng)域,潛在市場(chǎng)規(guī)模達(dá)萬億級(jí)。


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        恒碳科技山東濟(jì)南工廠


        談及與恒碳科技的合作淵源,曾安平特別提及,“張熾堅(jiān)博士(恒碳科技創(chuàng)始人)曾是我的學(xué)生,我們?cè)诘聡鴿h堡實(shí)驗(yàn)室期間就建立了深厚的科研合作關(guān)系。事實(shí)上,恒碳科技的核心技術(shù)體系正是在漢堡實(shí)驗(yàn)室完成研發(fā)的。”


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        曾安平與張熾堅(jiān) 攝于恒碳山東工廠


        “歸國后,我們持續(xù)推動(dòng)技術(shù)產(chǎn)業(yè)化。選擇與恒碳科技合作,正是因?yàn)殡p方在創(chuàng)新理念上的高度契合。通過這個(gè)平臺(tái),我們正在將前沿科研成果轉(zhuǎn)化為實(shí)際生產(chǎn)力。”


        在專訪的最后,曾安平展望了合成生物學(xué)的未來,“理論上,合成生物學(xué)能覆蓋80%的有機(jī)合成產(chǎn)品及60%-70%的化學(xué)品生產(chǎn)。另據(jù)國際預(yù)測(cè),生物制造的市場(chǎng)規(guī)模可達(dá)30萬億美元,約占全球制造業(yè)總產(chǎn)值的三分之一。”


        毋庸置疑,在這場(chǎng)技術(shù)與產(chǎn)業(yè)深度融合的浪潮中,以曾安平為代表的有著國際視野和深厚基礎(chǔ)及工程研究的科學(xué)家正成為關(guān)鍵推動(dòng)者。他們不僅為全球合成生物學(xué)發(fā)展提供“中國方案”,更將實(shí)驗(yàn)室的突破轉(zhuǎn)化為高質(zhì)量發(fā)展的新動(dòng)能,為全球產(chǎn)業(yè)生態(tài)的升級(jí)提供新坐標(biāo)。


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