在浙江大學(xué)杭州國(guó)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(tuán)隊(duì)瞄準(zhǔn)合成生物學(xué)的前沿基礎(chǔ)和應(yīng)用領(lǐng)域開(kāi)展深入研究。
合成生物學(xué)，一個(gè)蓬勃發(fā)展的新領(lǐng)域——采用工程化理念，對(duì)生物體進(jìn)行有目標(biāo)的設(shè)計(jì)、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(xué)革命、“人類(lèi)基因組計(jì)劃”實(shí)施所催生的基因組學(xué)革命之后的第三次生物技術(shù)革命，被《自然》《科學(xué)》等國(guó)際頂尖科學(xué)期刊以及多國(guó)智庫(kù)評(píng)為十大顛覆性技術(shù)之一。
年輕的學(xué)科團(tuán)隊(duì)與催動(dòng)原創(chuàng)突破、學(xué)科交叉融合的前沿學(xué)科，如何在祖國(guó)的熱土上升級(jí)發(fā)展？這是已獲英國(guó)愛(ài)丁堡大學(xué)終身教職卻放棄百萬(wàn)英鎊科學(xué)基金，回到母?！皠?chuàng)業(yè)”的王寶俊，所做的又一次新的選擇。
從零開(kāi)始，突破學(xué)科邊界
選擇合成生物學(xué)，對(duì)于王寶俊來(lái)說(shuō)幾乎是從零開(kāi)始的大膽挑戰(zhàn)。誰(shuí)也想不到，如今合成生物學(xué)方向的領(lǐng)軍科學(xué)家，從博士階段才開(kāi)始接觸合成生物學(xué)。
那是一段孤獨(dú)艱澀的求學(xué)路。浙江大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程專(zhuān)業(yè)本科畢業(yè)的王寶俊赴帝國(guó)理工學(xué)院攻讀生物工程博士學(xué)位時(shí)，對(duì)當(dāng)時(shí)剛剛起步的合成生物學(xué)非常感興趣，但由于與導(dǎo)師的研究方向不同，又缺乏對(duì)應(yīng)的學(xué)科背景與實(shí)驗(yàn)條件，學(xué)習(xí)起來(lái)十分不易。
“自我驅(qū)動(dòng)力是個(gè)人成長(zhǎng)的關(guān)鍵，記得不分晝夜在實(shí)驗(yàn)室學(xué)習(xí)的日子，很累但不覺(jué)得苦，一心就想出國(guó)學(xué)習(xí)定要學(xué)出成績(jī)來(lái)！”在王寶俊看來(lái)，“合成生物學(xué)有著設(shè)計(jì)和改造生命的魔法，用一個(gè)個(gè)原件組裝成有指定功能的人工生物系統(tǒng)，能夠解決人類(lèi)面臨的諸多問(wèn)題”，由此吸引著他用長(zhǎng)期暴風(fēng)式的學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)去突破自己的學(xué)科邊界。
從構(gòu)想到實(shí)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(yàn)科學(xué)的沉積與爆發(fā)。他回憶：“入職愛(ài)丁堡大學(xué)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(shí)驗(yàn)卻依舊沒(méi)有進(jìn)展時(shí)，心里難免焦慮害怕，但成功往往就是在無(wú)數(shù)次的試錯(cuò)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(xué)的學(xué)科基礎(chǔ)是分子生物學(xué)，但王寶俊大膽嘗試，運(yùn)用在浙大習(xí)得的工程學(xué)原理與方法設(shè)計(jì)指導(dǎo)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)。他形容這個(gè)過(guò)程像搭積木，妙用工程化手段組裝生物分子，設(shè)計(jì)建造生物學(xué)路徑，對(duì)每一個(gè)生物原件進(jìn)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(shí)現(xiàn)基因線(xiàn)路的創(chuàng)新設(shè)計(jì)。
近幾年，王寶俊在合成生物學(xué)關(guān)鍵使能技術(shù)開(kāi)發(fā)、基因線(xiàn)路設(shè)計(jì)及應(yīng)用方向取得了大量突破性原創(chuàng)成果——
在國(guó)際上率先提出基因線(xiàn)路的工程化設(shè)計(jì)方法，開(kāi)拓了其在超敏感生物傳感等領(lǐng)域的創(chuàng)新應(yīng)用；
在國(guó)際上率先開(kāi)發(fā)出新型“類(lèi)真核”原核細(xì)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(duì)的可編程性機(jī)制并開(kāi)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(jì)定向進(jìn)化方法和創(chuàng)建了迄今為止規(guī)模最大的標(biāo)準(zhǔn)化正交斷裂蛋白內(nèi)含肽文庫(kù)，解決了高重復(fù)結(jié)構(gòu)大分子蛋白的體外精確無(wú)縫組裝難題……
每一次的刻苦學(xué)習(xí)與嘗試猶如一粒粒的珍珠，終能串成絢麗的項(xiàng)鏈。因?yàn)槌掷m(xù)努力和大膽創(chuàng)新，王寶俊的研究成果被Nature News, Financial Times等國(guó)際權(quán)威雜志媒體廣泛報(bào)道，同時(shí)被英國(guó)合成生物學(xué)路線(xiàn)圖國(guó)家科學(xué)戰(zhàn)略報(bào)告作為合成生物學(xué)領(lǐng)域重大標(biāo)志性進(jìn)展重點(diǎn)引用介紹。
王寶俊成為了2015年比爾蓋茨基金會(huì)全球大挑戰(zhàn)探索基金獎(jiǎng)獲得者，該獎(jiǎng)的入選成功率僅有1%；也是2019年英國(guó)自然科學(xué)基金會(huì)杰出青年科學(xué)基金獎(jiǎng)獲得者，當(dāng)年僅41位入選者。
回國(guó)創(chuàng)業(yè)，把握未來(lái)機(jī)遇
海外科研事業(yè)的順風(fēng)而行并沒(méi)有讓王寶俊停駐，他毅然選擇了回國(guó)?！昂铣缮飳W(xué)在國(guó)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(guó)家“十三五”“十四五”規(guī)劃將合成生物學(xué)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(diǎn)發(fā)展產(chǎn)業(yè)，合成生物學(xué)將為諸多支柱產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供核心技術(shù)，從而促進(jìn)健康、醫(yī)藥和新材料等產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)。
如今，王寶俊入職化學(xué)工程與生物工程學(xué)院，開(kāi)啟了全新的科研旅程。他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)以“規(guī)?；蚓€(xiàn)路設(shè)計(jì)的關(guān)鍵使能技術(shù)開(kāi)發(fā)、自動(dòng)化設(shè)計(jì)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(xué)共性使能技術(shù)工具的開(kāi)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(jì)；基因線(xiàn)路的設(shè)計(jì)，即如何更好的提高基因線(xiàn)路的規(guī)模和功能復(fù)雜性以及設(shè)計(jì)效率；擴(kuò)展合成生物學(xué)在生物診療與生物制造等方面的應(yīng)用等關(guān)鍵問(wèn)題與技術(shù)。
如果你也能看到王寶俊所在團(tuán)隊(duì)自主搭建的合成生物學(xué)自動(dòng)化科學(xué)裝置iBioFoundry，自動(dòng)化、大數(shù)據(jù)和機(jī)器學(xué)習(xí)會(huì)向你呈現(xiàn)令人驚喜的科研畫(huà)面———這一目前國(guó)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(dòng)化合成生物學(xué)科學(xué)裝置，平均每天可以創(chuàng)建2000個(gè)人工細(xì)胞，實(shí)現(xiàn)從DNA原件組裝、細(xì)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(dòng)化操作———這正是對(duì)人類(lèi)未來(lái)的生動(dòng)描繪。
（文字記者：周伊晨 李林冀潔）
