《閎議》訪談節目由《中國科學院院刊》與中國互聯網新聞中間聯合出品，通過采訪兩院院士及專家學者，深度探討邁進“十四五”的中國社會在各領域的發展前路。以客觀、精準的解讀，科學、前瞻的思慮，為站在“兩個一百年”歷史交匯點上的中國發展破題解惑，為邁向第二個百年目標貢獻聰明氣力。
生物制形成為我國生物經濟戰略性新興產業發展標的目的，原創菌種是這一產業的關鍵。我國的原創菌種發展情況若何？與國際先進程度比擬還有哪些方面的差距？由清華年夜學開發的嗜鹽菌底盤原創菌種為何能獲得國際年夜獎？對此，《閎議》節目組專訪了清華年夜學傳授、分解與系統生物學中間主任陳國強。
生物制造發展遠景廣闊
中國網：生物制做作為新質生產力和戰略性新興產業的重點之一，是國家重點發展的標的目的和領域，您在該行業深耕30多年，若何對待其發展遠景？今朝在該領域，中國與發達國家的差距在哪些處所？
陳國強：我們國家對生物制造長短常重視的。生物制造有幾個優點：第一，用可持續發展的原料來進行生產活動的原料，好比二氧化碳、甲醇、乙酸、淀粉、葡萄糖、脂肪酸，在地球上不斷出現，可以無窮無盡被耗費，所以這種生產方法是可持續的；另一方面，生物制造是在水里進行的反應，常溫常壓，無毒、無嗅、無害，所所以一個環境友愛的生產方法。
相對于生物制造，化工制造普通是用有機溶劑在高溫、高壓、重金屬催化劑的情況下進行反應，相對來說是比較耗能的，並且對環境不是那么友愛。它應用的資源是石油，石油并不是這個星球上可持續發展的原料，所以從未來可持續發展和綠色發展角度來說，生物制造的主要性特別顯現出來了。中國是一個資源耗費的年夜國，生齒眾包養多，所以發展生物制造對我們國家未來的可持續發展特別主要，包含對未來的低碳生涯也是特別主要的。一切的生產活動當然也包含生物制造，都會產生必定的二氧化碳。可是生物制造用的原料是接收了二氧化碳的來源于植物的原料，包含二氧化碳自己，所所以低碳的生產活動。
生物制造的發展遠景，我認為未來長短常廣年夜的。未來的更多的制造，特別是資料、燃料、食物、營養品，包含卵白、藥物等，是更多的應用生物制造的方法進行包養網的。從這個意義來說，生物制造未來是漸漸會代替化工制造，成為一個年夜的趨勢。
我們國家的生物制造產業在規模上長短常龐年夜的。好比發酵產業是生物制造里頭最主要的成分，全世界的發酵產業中國占了70%。所以我國在制造規模上長短常龐年夜的，可是我們也有一包養網些短板，好比我們國家用的良多進行生物制造的焦點菌種，是國外過來的。比來國家特別重視，投進了良多資源進行原創菌種的開發，可是需求一些時間。
除了菌種之外，我們國家還有別的一個短板就是裝備，好比高通量的連續離心機，今朝我們還是依賴進口，很是昂貴，並且供貨期差未幾有一年，對我們未來的發展是一個警示。別的就是進行發酵生產的各種各樣的電極，這些也年夜部門是國外的，包養網所以這一塊我們國家也要進行進一個步驟的投進，在裝備方面也不留下短板。
“原創芯片”嗜鹽菌的宏大意義
中國網：您兩次獲得生物制造領域國際年夜獎，成為中國年夜陸獲獎第一人，可以講一下這兩個獎項的佈景嗎？獲獎能否代表著中國在生物制造領域已走在國際前列？
陳國強：我第一個獲得的是國際代謝工程獎，我們實驗室發展了一個嗜鹽菌為（生物）底盤的原創菌種。我們是第一個把嗜鹽菌用到年夜規模工業生產的實驗室，在整個國家層面來說都長短常主要的一個衝破。嗜鹽菌帶來的好處就是整個發酵生產過程或生物制造過程，是低能耗的，並且水可以循環應用。低能耗、低耗水、常溫常壓，生產過程很是友愛，更主要的是生產過程不會染菌，不會受環境中的任何微生物所干擾。
我們把它叫作下一代工業生物技術，可以進行連續的生產，所以帶來生物制形成本的年夜幅度降落。還有我們用嗜鹽菌為底盤開發了各種各樣的工程技術，這也是全世界到今朝為止在極端微生物（領域）做到了最好的例子，並且也更主要的是實現了年夜規模的工業化制造。
第二個年夜獎是叫作國際生物聚合年夜會工業獎。這個獎重要是表揚我在一種生物資料叫作聚羥基脂肪酸酯（PHA）方面做出的，也是產業化的貢獻。在國際上做PHA資料基礎上都是用兩個底盤，一個羅氏真氧菌，一個是年夜腸桿菌，已經進行了差未幾快50年了，都是碰著同樣的問題：縮小很是困難，年夜規模制造過程中經常會有染菌。用了嗜鹽菌底盤以后，生產PHA產品基礎上就解決了過往碰著的染菌縮小過程中的一些困難。
所以PHA產業在近幾年獲得鼎力的發展，特別是嗜鹽菌底盤細胞，在國內已經應用于至多5個產業，5個公司在進行年夜規模生產，這也是對PHA資料走向我們的日常生涯供給了很年夜的貢獻，所以獲得了年夜獎。不敢說我們國家在任何生物制造方面都是領先于世界的，可是在PHA生物制造我們是領先于世界的。
中國網：生物菌種是生物制造的“芯片”，中國具有自立知識產權的菌種是怎么樣的狀況？您發現嗜鹽菌是怎樣的過程呢？
陳國強：焦點菌種是任何生物制造最關鍵的東西，確實就像我們mobile_phone上的芯片一樣，是最關鍵的一個部件。
在微生物發酵菌種這一塊，我們現在整個產業用的絕年夜部門的菌種都是傳統的國外首創的底盤。這里有良多知識產權，基礎上都被國外那些至公司包含高校研討所壟斷。假如我們進行年夜規模的商業活動，有時候會碰著一些訴訟。所以我們認為要開發一些我們國家原創的菌種來繞過壁壘。除了知識產權之外，傳統的國外原創菌種，縮小過程中都碰著一些困難，特別是在PHA行業里，在實驗室做都長短常完善的，可是在進行年夜規模生產過程中，因為良多的不確定的原因，包含氧氣的供應、pH的把持、原料補加的速度把持，還有微生物的代謝不服衡，形成了整個縮小過程中碰著良多問題。
我在清華任務了30年，前10年我們用的是跟國外一樣的傳統菌種，碰著良多問題，就是縮小過程中的不穩定，還有縮小過程中染菌。所以我們雖然做了良多盡力，可是縮小都不那么勝利。
后來有一個偶爾的機會，我們實驗室來了幾個從新疆過來的老師同學，他們告訴我說在新疆有一個特別極真個環境，叫作艾丁湖，高下溫不服衡，早晨可以零下20度，白日可以零上80度，鹽濃度達到200克每升，pH堿性。我們有一個新疆的老師，應用假期給我們采集了良多樣品過來，我們從樣品里頭分離到了一些嗜鹽菌，確實能夠有很高的活性。我們做了良多實驗，這種極端微生物，能夠適應各種各樣的環境，它可以幾乎在任何的變量下都疾速生長，這就是我們工業計劃當中所需求的，我們叫作皮實性。所以我們用皮實的嗜鹽菌做了良多工程開發東西的任務，把嗜鹽菌變成一個穩定的底盤細胞，我們在這底盤細胞上可以構建良多代謝通路，可以制造出多種產品。在穩定的體系上樹立一個高強的、產品多樣的生物制造平臺。所以我們有了“下一代工業生物技術”，我認為是在補充我們國家原創菌種底盤上做了一個很主要的任務。
向未來 若何豐富原創菌種
中國網：生物菌種以及極端菌種今朝從基礎研討到產業創新方面存在什么問題？來歲就是“十五五”規劃的開端，您對生物菌種的發展有什么建議？
陳國強：我們國家原創的菌種，特別是用在生產當中的，少而又少。所以為了未來生物制造更好的發展，特別是向海內發展，我們需求良多的原創菌種來規避各種各樣專利方面的糾紛。
我們認為在天然界中存在的菌種被開發得很充足了，但獨一一個全世界用極端微生物進行生產的，也就清華年夜學開發出來，就是我們實驗室開發出來的嗜鹽菌。其他進行學術研討的還是有良多的，可是走到生產方面，今朝就一個。
盼望有更多的原創菌種能夠應用到我們的生物制造產業里，特別是在極端微生物方面，這是一個宏大的陸地，我們國家地輿環境應該是全世界最多樣的，我們有極冷的、極熱的、極冷的，還有高原的，包含陸地，包含戈壁，這些都給我們供給了很好的發展極端微生物的環境。
在極端微生物方面，我們有良多嗜酸的、嗜堿的、嗜鹽的、嗜冷的，還有嗜熱的，以及能夠吃一氧化碳、二氧化碳、甲烷，還有產生甲烷的。我們有良多研討極端微生物的機構，有良多極端微生物資源的儲備，可是在做極端微生物分子生物學方面，人才還長短常缺少的。
今朝除了清華年夜學，還有中國科學院微生物所，很少有機構進行極端微生物分子生物學的研討。我認為極端微生物是一個寶庫，也是一個知識產權的陸地。
未來我們應該投進更多的資源，包含更多的人力，把極端微生物作為生產底盤這個牌打好，直到我們在原創微生物底盤細胞方面有更年夜的發言權，也補齊我們原創菌種缺少這個短板，使得我們未來的生物制造能夠在海內外蓬勃發展。
科學家精力：熱愛與堅持
中國網：科學家精力是一切科研結果的基石，您認為發展中國的生物制造，應該具備怎樣的科學家精力？
陳國強：我覺得是誠心誠意投進到科學研討中，然后把本身的絕年夜部門的精神都投進到本身熱愛的科學研討中。還有別的一點是“堅持”，因為一切的研討都是一個很是苦楚的過程，也是一個充滿了掉敗的過程。
有人說科學研討90%是掉敗的，我本身覺得95%是掉敗的。只要在你堆積了足夠的掉敗以后，能夠才幹夠找到一個勝利的發力點。所以科學家精力就是不怕掉敗，認真投進地做好這件工作，然后不斷地堅持，最后有能夠勝利。當然掉敗的能夠性也很年夜，可是我覺得“堅持”是保證勝利的最主要的一點，你包養堅持紛歧定勝利，但不堅持必定是掉敗的。
（本期策劃：楊柳春、王振紅；編審：楊柳春、王振紅、王虔；編輯：王虔、文彥杰、武一男。出品：《中國科學院院刊》、中國互聯網新聞中間）