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我国在工业化应用上率先获得哪些突破?

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  目前,全球微生物酶制剂市场主要由几家跨国企业垄断。与之相比,国内企业在市场竞争中仍然处于不利的位置,以大宗普通微生物催化剂(如淀粉酶、糖化酶)为主,行业呈现出竞争白热化的态势。但我国已经注意到这个问题,并着力改善。2017年5月,《“十三五”生物技术创新专项规划》在坚持创新发展、着力提高发展质量和效益层面,提出拓展产业发展空间、支持人工智能技术等具有重大产业变革前景的颠覆性技术发展要求。

  在此规划的指引下,我国的多个研究团队在该领域取得了不俗成绩。例如,中国科学院微生物研究所的吴边团队通过人工智能计算技术,赋能传统微生物资源,在世界上首次完成了工业级工程菌株的计算设计,获得人工智能驱动生物制造工业化的率先突破。该团队不仅设计了β-氨基酸这一类具备特殊生物活性的非天然氨基酸的最优合成途径,还借助人工智能计算手段,成功设计出一系列的β-氨基酸合成酶,并据此构建出能够高效合成β-氨基酸的工程菌株。

  不仅如此,微生物研究所还积极推进成果的落地转化。通过与企业的合作,已经建成千吨级的生产线,相关产品潜在市场规模超过30亿,有望在紫杉醇、度鲁特韦与马拉维若等抗癌与艾滋病治疗药物的生产过程中大幅度降低生产成本。中国科技大学的刘海燕团队则提出了一种新的统计能量模型,为搭建具有高“可设计性”的蛋白质主链结构提供了可行性解决方案。2017年,该团队与中科院脑科学与智能技术卓越创新中心杨弋团队合作,设计出了新一代细胞代谢荧光蛋白质探针,并将其应用于活体动物成像与高通量药物筛选,相关成果发表于《自然·方法学》。

  除此之外,中国科学院天津工业生物技术研究所的江会锋团队,通过使用人工智能技术进行关键合成酶的发掘,在国际上首次实现了重要中药活性成分灯盏花素的人工生物合成,相关成果发表于《自然·通讯》,引起强烈反响。来源:光明日报

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