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封面人物|王宝俊:立志回母校再“创业”

发布时间:2022-07-19来源:浙大融媒体中心作者:周伊晨 李林冀洁87

在浙江大学杭州国际科创中心生物与分子智造研究院,不到40岁的王宝俊教授正带领团队瞄准合成生物学的前沿基础和应用领域开展深入研究。

合成生物学,一个蓬勃发展的新领域——采用工程化理念,对生物体进行有目标的设计、改造乃至重新合成,创建赋予超越自然功能的人造生命体系,成为继“DNA 双螺旋发现”所催生的分子生物学革命、“人类基因组计划”实施所催生的基因组学革命之后的第三次生物技术革命,被《自然》《科学》等国际顶尖科学期刊以及多国智库评为十大颠覆性技术之一。

年轻的学科团队与催动原创突破、学科交叉融合的前沿学科,如何在祖国的热土上升级发展?这是已获英国爱丁堡大学终身教职却放弃百万英镑科学基金,回到母校“创业”的王宝俊,所做的又一次新的选择。


从零开始,突破学科边界

选择合成生物学,对于王宝俊来说几乎是从零开始的大胆挑战。谁也想不到,如今合成生物学方向的领军科学家,从博士阶段才开始接触合成生物学。

那是一段孤独艰涩的求学路。浙江大学生物医学工程专业本科毕业的王宝俊赴帝国理工学院攻读生物工程博士学位时,对当时刚刚起步的合成生物学非常感兴趣,但由于与导师的研究方向不同,又缺乏对应的学科背景与实验条件,学习起来十分不易。

“自我驱动力是个人成长的关键,记得不分昼夜在实验室学习的日子,很累但不觉得苦,一心就想出国学习定要学出成绩来!”在王宝俊看来,“合成生物学有着设计和改造生命的魔法,用一个个原件组装成有指定功能的人工生物系统,能够解决人类面临的诸多问题”,由此吸引着他用长期暴风式的学习和实验去突破自己的学科边界。

从构想到实现同样需要经历一段蜕变的旅程,王宝俊选择了全身投入去体验科学的沉积与爆发。他回忆:“入职爱丁堡大学初期,看到身边的同事陆续做出成果,自己做了成百上千次实验却依旧没有进展时,心里难免焦虑害怕,但成功往往就是在无数次的试错后又多了一次尝试。”


创新尝试,结出累累硕果

虽然合成生物学的学科基础是分子生物学,但王宝俊大胆尝试,运用在浙大习得的工程学原理与方法设计指导生物学实验。他形容这个过程像搭积木,妙用工程化手段组装生物分子,设计建造生物学路径,对每一个生物原件进行充分表征,再根据需求选择相应行为能力的部件去组装,以实现基因线路的创新设计。

近几年,王宝俊在合成生物学关键使能技术开发、基因线路设计及应用方向取得了大量突破性原创成果——

在国际上率先提出基因线路的工程化设计方法,开拓了其在超敏感生物传感等领域的创新应用;

在国际上率先开发出新型“类真核”原核细菌CRISPR可编程基因激活技术,揭示了II型CRISPR系统crRNA与tracrRNA配对的可编程性机制并开拓了其在RNA传感领域的应用;

提出了新型分裂蛋白设计定向进化方法和创建了迄今为止规模最大的标准化正交断裂蛋白内含肽文库,解决了高重复结构大分子蛋白的体外精确无缝组装难题……

每一次的刻苦学习与尝试犹如一粒粒的珍珠,终能串成绚丽的项链。因为持续努力和大胆创新,王宝俊的研究成果被Nature News, Financial Times等国际权威杂志媒体广泛报道,同时被英国合成生物学路线图国家科学战略报告作为合成生物学领域重大标志性进展重点引用介绍。

王宝俊成为了2015年比尔盖茨基金会全球大挑战探索基金奖获得者,该奖的入选成功率仅有1%;也是2019年英国自然科学基金会杰出青年科学基金奖获得者,当年仅41位入选者。


回国创业,把握未来机遇

海外科研事业的顺风而行并没有让王宝俊停驻,他毅然选择了回国。“合成生物学在国内的前景十分广阔,在生物制造、生命健康、农业食品、功能材料等诸多领域都能发挥作用。”王宝俊介绍,随着国家“十三五”“十四五”规划将合成生物学列为科技前沿领域攻关方向,生物医药、新材料被列入浙江省十大支柱产业链和重点发展产业,合成生物学将为诸多支柱产业发展提供核心技术,从而促进健康、医药和新材料等产业的转型升级。

如今,王宝俊入职化学工程与生物工程学院,开启了全新的科研旅程。他带领团队以“规模化基因线路设计的关键使能技术开发、自动化设计及其在生物传感和生物医药领域的创新应用”为主攻方向,渴望破解包括合成生物学共性使能技术工具的开发,如正交内含肽、CRISPR可编程基因编辑与调控技术;基因元器件的挖掘、改造和定制化设计;基因线路的设计,即如何更好的提高基因线路的规模和功能复杂性以及设计效率;扩展合成生物学在生物诊疗与生物制造等方面的应用等关键问题与技术。

如果你也能看到王宝俊所在团队自主搭建的合成生物学自动化科学装置iBioFoundry,自动化、大数据和机器学习会向你呈现令人惊喜的科研画面———这一目前国际上该领域规模最大、集成度最高的一套全流程、高通量、自动化合成生物学科学装置,平均每天可以创建2000个人工细胞,实现从DNA原件组装、细胞培养、产物分析到人工生命创建、保存的全流程、高通量、自动化操作———这正是对人类未来的生动描绘。

(文字记者:周伊晨 李林冀洁)