生命科学与生物产业发展趋势_赵国屏
赵国屏(中国科学院院士、分子微生物学家)
主要成就
科研成就
人才培养
赵国屏早期从事微生物生理生化、代谢调控及酶作用机理的研究。1998年起，领导建立基因组学研究平台及 体系，参与人类疾病基因组研究工作，克隆若干人类遗传病致病基因。启动生物芯片、生物信息学、蛋白质组学 的研究工作；参与建立人类HapMap研究技术平台。启动中国微生物基因组测序工作并主持若干重要微生物的基因 组、功能基因组、比较和进化基因组研究工作。赵国屏积极开拓系统合成生物学研究领域，在微生物代谢调控、 包括代谢酶翻译后乙酰化修饰研究方面，做出开创性工作。
赵国屏在科学技术领域作出了系统的、创造性的成就和重大贡献 。（凤凰卫视评）
赵国屏在SARS分子流行病学、SARS冠状病毒的分子进化研究方面做出重要贡献 。（复旦大学第二附属中学 评）
赵国屏是中国分子微生物学领域的领军人物 。（《钱江晚报·今日桐乡》评）
获得荣誉
2021年12月15日，被全国科技系统抗击新冠肺炎疫情表彰工作领导小组办公室拟表彰为全国科技系统抗击新 冠肺炎疫情先进个人，并予以公示。
12名生命科学家当选中国科学院院士
4个单位出了8位新院士
12名生命科学家在2005年岁末新当选为中国科学院院士，获得了国家在科技方面设立的这一最高学术称号。他们当中最大的70岁，最小的年仅42岁，分别来自中国科学院生物物理研究所、北京大学、上海交通大学等7个单位。
这些生命科学家虽然所从事的研究工作从生态学到结构生物学，从农业微生物学到临床医学，各不相同，但他们均在各自的研究领域里成绩显著，成为同行中的佼佼者。他们中有构建了我国第一个国家尺度的陆地碳循环模式，为我国陆地碳循环研究奠定了基础的北京大学教授方精云；有揭开了困扰人类整整一个世纪的A-1型短指（趾）症致病之谜的上海交通大学教授贺林；还有曾参加猪胰岛素晶体结构（我国测定的第一个蛋白质的晶体结构）测定的中国科学院生物物理所研究员王大成、常文瑞。
两次研究生王恩多先后念了7年，读书进修时间比别人长得多，当时社会上盛行“读书吃亏”论，她一家三口分居遥远的三地，爱人在比利时留学，小孩在天津念小学，她孤身在上海念研究生，这不是普通的女性所能承受的。
1987年，王应睐先生把“酶与核酸相互作用”研究课题的重担交给了她。她当时身处经费不足、局面严峻等困境，雪上加霜的是她被查出乳腺癌住院开刀，进退两难时，她还是毅然决然地临危受命。经过十余年的研究，王恩多在蛋白质合成中关键的氨基酰－tRNA合成酶与tRNA相互作用的研究中取得了突破，为我国在该领域取得国际地位做出了突出贡献。
新当选的院士中有一半曾在国外留学并获得国外大学的博士学位。复旦大学附属眼耳鼻喉科医院教授王正敏具有瑞士苏黎世大学的博士学位；中国科学院上海生命科学研究院植物生理生态研究所研究员陈晓亚曾在英国里丁大学学习，并获该校博士学位；与陈晓亚同一个单位的赵国屏研究员1990年获美国普度大学生物化学博士学位。
赵国屏与合成生物学的故事
20岁插队，30岁上大学，35岁赴美留学，42岁博士研究生毕业，44岁回国，46岁任职中国科学院，57岁当选院士。
赵国屏院士的人生经历可谓传奇，每一步都充满了挑战与奋斗，但对他自己来说，其实也颇为简单，“一切都起源于初中时读了《科学画报》上讲DNA双螺旋模型奠定遗传的分子基础和电子显微镜揭示了亚细胞结构的文章，从而下决心一辈子要搞生物学。
此后的一切，只是不论遇到什么环境的变化，我都坚守了这一心仪的‘使命’，以实践我在中学读书时所确立的为中国人民幸福服务的‘初心’罢了！”赵国屏院士与合成生物学的故事也与他一生不变的“初心和使命”密切相关。
如同他在初中时就被生命的分子机制所吸引以及50岁时义无反顾地接受中国科学院的重托，与李载平、裴钢院士一起领衔人类基因组研究一样，2007年，他参加中国科学院规划2050年重大交叉前沿科技领域发展路线图的工作，在负责“生命起源、进化和人造生命”部分的研讨过程中，逐步感受到生命科学和生物技术领域又一个新的革命正在来临。
因此，他除了推动组织国内外相关科学家的系列研讨，还带领团队于2008年申请获批成立了中国科学院的“合成生物学重点实验室”。
此后经10年探索，终于在一个分子微生物学实验室的基础上，建立起工程化的研究体系，在“建物致知”和“建物致用”两个赋能方向上都取得了重要的科学突破，并取得了使能技术的颠覆性创新成果。
2018年以后，他又直面中国生物医药产业创新发展的核心难点，致力于将科研成果经转化型研究转化为产品，再推动监管科学创新，为合成生物学成果的“产业转化”保驾护航。
他的奋斗历程和卓越成果，既在科学发展战略趋势的研判中，展现了中国科学家的全球前瞻视野；又在科学创新道路的探索中，体现了中国科学家勇担重任、踏实认真、锲而不舍的传统精神。
“合成生物学的内核就是‘会聚’，是工程科学、系统科学、计量科学以及合成科学等与生命科学的会聚。
而其研究任务，主要就是两个方面：一是工程化生命的合成，即赋能生命科学研究，形成‘建物致知’的新策略；二是生命过程的工程化，即赋能生物工程和代谢工程，强化‘建物致用’的可预见性，实现高效设计与精准调控。
访中国科学院院士赵国屏
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熬羹豢纛《ｅｒＩ大家Ｉ从基因组到新药开发的愿景７０中国医疗前沿一一访中国科学院院士赵国屏文／万灵生物信息学有望全球性突破《中国医疗前沿））：请您谈谈系统生物学以及它和人类健康的关系。
赵国屏（中国科学院院士、生物芯片上海国家工程研究中心主任、国家人类基因组南方研究中心执行主任）：我认为我们的新药研究应该从对致病因素、疾病机理的认识和药物靶点的发现和鉴定人手。
疾病的产生往往有三方面因素在起作用，环境、生活方式和基因（人体内因）；这些因素的结合，干扰了人的正常生理过程，导致了疾病。
近年来通过对基因组及其功能的研究，我们对人体基因型与外源致病因素敏感性的相关性认识在逐步加深。
基因组学是从整体上去解读完整的遗传蓝图（包括所有的基因和调节基因表达的其他遗传语言组分），所以被称之为“组”。
从单个细胞到多个细胞一直到整个人体，人的从小到大，从成长到死亡，基因组编码了整个过程，所以基因组学对于认识生命过程的分子机理有决定性的指导意义。
目前，我们对于基因组的认识还只是在从蓝图到施工图的过程中，还没能建设起高楼大厦。
在从认识蓝图到认识施工图的过程中，我们对基因和基因功能的认识会逐步加深，要学会分步利用“施工图”的结果来推动对疾病的理解，推动生物医药的发展。
例如，我们研究单基因病，目的并非仅仅是了解一些发生率很低的遗传病，而是包含了更为普遍的意义。
这种研究可以通过一个病去认识一种基因的功能。
通过我们对乳光牙三个家系的研究，再加上一些分子生物学的手段，我们发现ＤＳＦＰ这个基因，它不仅在牙中表达，同时也在内耳里表达。
这个基因的某些突变仅造成乳光牙，而它的另一些特殊的突变，就不仅有乳光牙的表型，而且有进行性耳聋的表型，提示这个蛋白和其他与听力相关蛋白的相互作用就成为一个重要的研究方向。
通过基因组的研究我们对基因的结构和功能有了比较明确的、整体的认识，然后我们才能够在更复杂的情况下去认识它们更为复杂的功能。
合成生物学2035发展战略
”，极难统一。
年尤恩 • 卡梅伦等提出的合成生物学定义进行了调整与“设计-构建-测研究理念指导下的理论构架与技术（工归纳出了既强调合成生物学本质又反映现阶段合为进一步的分析奠定基础。
“自下而上”理以创建特定结构功能的工程化生命为导向，综生物技术上升到高度，把生物工程适性的工程化研究的新高度物学的生物技术内涵学基础上创建工程化新生命体系等，将为生命科学从整体到局部的传统研究策略略，开启“建物致知学研究新范式赵国屏中国科学院院士上述内涵的表述综合阐明了决定合成生物学核心的“会聚特性”。
也就是说，合成生物学会聚了自然科学的“发现能力”，工程学的“建造能力”，以及技术研发的“发明能力”；从而全面提升社会在科学、技术、工程乃至经济、文化、产业与生态的“创新能力”。
由此已经催生并将不断推进生命科学领域正在发生的“会聚研究”的新一轮革命。
生物科学对“生命是什么？”这一人类每个文明体系都必须回答的哲学问题，与全人类健康生存繁衍、社会和谐发展密切相关的科学问题，以及与此关联的现代社会和自然相互关系的经济与工程发展的技术问题，经历了千年而不懈的探索历程。
19世纪自然科学实现了从以系统观察、描述、分类研究为基础的动物学、植物学和微生物学，及以此为基础的生物科学，向以假说驱动的实验与分析为基础的细胞学、生物化学和遗传学，及以此为基础的生命科学的革命性转型。
20世纪中期生命科学迎来的“分子生物学革命”，与分子生物学共同发展起来的“基因克隆”“DNA 测序”“定向突变”等技术，赋予了人类对基因“写”“读”“编”的操控能力，也由此促进了以“基因工程技术”为核心的新一代生物技术与生物工程的蓬勃发展。
20世纪后半叶，人类对生命运动本质的研究，由于“基因组学革命”而拓展到计算生物学、定量生物学和系统生物学等领域，最终迎来21世纪初“合成生物学”的产生——革命性突破的曙光。
合成生物学的科学意义与战略价值合成生物学的科学意义可以从催生生命科学的“会聚研究”范式、推动生物技术革命以及提升人类自身能力三个层次来看，核心是其“革命性”。
生命科学产业的发展趋势
生命科学产业的发展趋势生命科学产业是指以生命科学为基础，包括生物技术、医药产业、农业生物技术、环境保护和生物信息等领域的产业。
随着科技的不断进步和人们对健康的关注，生命科学产业正快速发展，并呈现出以下几个趋势：一、个性化医疗的兴起个性化医疗是一种以个人基因信息为基础，为每个患者量身定制诊断、预防和治疗方案的医疗模式。
随着基因测序技术的快速发展和成本的大幅降低，个性化医疗正成为医疗领域的一个重要发展方向。
通过对个体基因组的测序和分析，医生可以对患者的特殊需求进行准确的诊断和治疗，从而提高治疗效果和患者生活质量。
二、生物制药的发展生物制药是利用生物技术制造药物的产业。
相比于传统的化学合成药物，生物制药具有更好的药效、更低的副作用和更强的针对性。
随着生物技术的进步和研发成本的降低，生物制药产业正迅猛发展。
特别是新型抗体药物、基因治疗和细胞治疗等领域，正在成为生物制药产业的热点和创新方向。
三、农业生物技术的应用农业生物技术是将生物技术应用于农业领域，旨在提高农作物的产量和质量、降低农药的使用和减少对环境的污染。
随着全球人口的增长和农业资源的有限，农业生物技术被认为是解决粮食安全和可持续农业发展的重要手段。
基因编辑和转基因技术的发展，使得农业生物技术的应用范围更加广泛，包括抗虫害、抗病害、抗逆境等方向。
四、环境保护的创新生物技术在环境保护领域的应用也成为生命科学产业的重要组成部分。
生物技术可以用于处理工业废水、固体废物的处理和有机废弃物的降解等环境问题。
例如，利用微生物降解污染物、利用植物修复土壤和水体等技术，在环境保护和修复领域得到了广泛应用。
随着人们对环境问题的关注度不断提高，环境保护领域的生命科学产业将迎来更大的发展空间。
五、生物信息的发展生物信息是生命科学与信息科学的交叉学科，研究生物数据的获取、存储、分析和应用。
随着基因测序技术的快速发展和应用，生物信息学成为生命科学产业中不可或缺的一环。
生物信息学的应用范围涉及基因组学、转录组学、蛋白质组学和代谢组学等多个领域，在生物医学研究、药物研发和农业生物技术等方面具有重要的应用价值。
专题报告及特邀嘉宾
中国生物工程学会第十二届学术年会暨2018年全国生物技术大会专题报告及特邀嘉宾一、大会主会场特邀报告：赵国屏，中国科学院院士、中国科学院上海植物生理生态研究所研究员报告主题：（待定）季维智，中国科学院院士、昆明理工大学灵长类转化医学研究院院长、研究员报告主题：非人灵长类基因编辑夏家辉，中国工程院院士、中南大学湘雅医学院教授报告主题：简述我对“转化医学”的认识与实践沈建忠，科技部中国生物技术发展中心副主任报告主题：“十三五”生物技术领域国家重点专项实施进展刘耀光，中国科学院院士、华南农业大学教授报告主题：（待定）郑裕国，中国工程院院士、浙江工业大学生物与环境工程学院院长报告主题：（待定）陈惠鹏，军事科学院军事医学研究院研究员报告主题：生物安全：技术与伦理二、特邀嘉宾陈润生，中国科学院院士（邀请中）邓子新，中国科学院院士侯云德，中国工程院院士（邀请中）李兰娟，中国工程院院士欧阳平凯，中国工程院院士（邀请中）谭天伟，中国工程院院士（邀请中）杨焕明，中国科学院院士（邀请中）杨胜利，中国工程院院士（邀请中）姚新生，中国工程院院士（邀请中）赵进东，中国科学院院士三、合成生物学分会场主题：合成生物学研究进展及未来发展分会场主席：赵国屏，中国科学院院士主要报告人：邓子新，中国科学院院士，教育部微生物代谢重点实验室教授马延和，中国科学院天津工业生物技术研究所研究员、所长张先恩，中国科学院生物物理研究所研究员赵进东，中国科学院院士，中国科学院水生生物研究所研究员蔡志明，深圳大学教授陈国强，清华大学合成与系统生物学研究中心教授、主任冯雁，上海交通大学教授、主任李春，北京理工大学化学与化工学院教授，生化工程系/合成生物系统研究所所长林敏，中国农业科学院生物技术研究所研究员、所长林章凛，华南理工大学教授、院长孙际宾，中国科学院天津工业生物技术研究所研究员、副所长张立新，华东理工大学研究员黄国庆，美谷分子仪器（上海）有限公司全国产品总监四、动物生物技术分会场分会场主席：季维智，中国科学院院士，昆明理工大学灵长类转化医学研究院院长、研究员主要报告人：赵建国，中国科学院动物研究所研究员赖良学，中国科学院广州生物医药与健康研究院研究员魏红江，云南农业大学动物学院副院长、教授张永清，中国科学院遗传与发育生物学研究所研究员陈佳，上海科技大学生命科学与技术学院助理教授高绍荣，同济大学生命科学技术学院院长、教授谭韬，昆明理工大学/云南中科灵长类生物医学重点实验室副教授牛昱宇，昆明理工大学/云南中科灵长类生物医学重点实验室副院长、教授陈永昌，昆明理工大学/云南中科灵长类生物医学重点实验室教授欧光朔，清华大学生命学院教授刘峰，中国科学院动物研究所研究员李天晴，昆明理工大学/云南中科灵长类生物医学重点实验室教授—2—五、医学生物技术暨全军生物技术专业委员会年会分会场：分会场主席：陈薇，军事医学研究院生物工程研究所所长、研究员拟邀报告人：叶棋浓，军事医学研究院生物工程研究所研究员付学奇，吉林大学生命科学院副院长、教授高玉伟，军事医学研究院军事兽医研究所所长、研究员王捷，解放军南部战区总医院教授刘善荣，海军军医大学教授张英起，空军军医大学教授郑涛，军事医学研究院研究员。
生命科学的发展趋势与前景展望
生命科学的发展趋势与前景展望生命科学是研究生命现象和生命本质的科学，它是对生命进化、发育、生理、病理、生态、分子等多方面的综合研究。
在科技日新月异、信息爆炸的时代，生命科学正朝着多个方向持续发展，创造出越来越多的机遇与前景。
新技术的突破随着科技的不断进步，新的生命科学技术也不断涌现。
目前，单细胞测序技术、基因编辑技术、合成生物学、人工智能技术等技术的突破，已经使得生命科学的研究范围和深度得到了大幅提升。
例如，人工智能可以帮助生物学研究者更快地分析大量的生物数据，预测疾病的风险，发现新的治疗方案。
同时，基因编辑技术只需要简单的人工处理，就可以定向改变生命的遗传物质，有效治疗多种先天性疾病，为未来的医疗做出了巨大的贡献。
可持续的发展模式在未来，生命科学将产生更多的可持续性发展模式。
人们已经开始意识到环境和食品安全的重要性。
生物科技的出现可以为未来的农业和环保提供新的解决方案。
例如，利用基因编辑技术提高庄稼的种子生产效率，改善农业的可持续性发展；利用合成生物学研发代替化学工业方法的生物化学品，减少环境污染和资源消耗等。
医疗科技的突破医疗科技是生命科学中极具前景的一方面。
随着技术的发展，人们有了更多治疗各种疾病的方法。
例如，肝移植手术、心脏人工瓣膜植入术、基因治疗等。
总体来说，随着医学和生物技术的不断突破，各种可治疗疾病的选择将更加丰富，在未来不断提高人类的健康水平。
未来展望在未来的生命科学发展中，将会有更加深刻的变革。
科技的突破将推动生命科学的发展向更加广泛的领域拓展，并创造出更多的机遇。
但与此同时，人类也面临着一些潜在的挑战，如生命科学技术的安全问题、伦理问题等。
因此，未来的生命科学发展需要更为严谨的研究，需要更加注重环境和社会的可持续性发展，才能更好地服务于人类。
总之，在不远的未来，生命科学的发展将会在新技术、可持续性发展、医疗科技等方面不断创造无限可能。
只有通过不断探索、奋斗，让科技创造更大的价值，人类的未来才能更加光明和美好。
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人民日报/2015年/10月/18日/第005版
观察
“会聚”范式与转化型研究
生命科学与生物产业发展趋势
中国科学院院士、中国科学院上海生命科学研究院研究员赵国屏
生命科学的发展必然带来生物产业的革新。
在我国经济走向新常态的关键时刻，生命科学也迎来了研究范式的转型和研发平台的创新。
在这样的历史关头，认识生命科学与生物产业的发展趋势，因势利导，调整未来的战略和策略，具有十分重要的意义。
首先，“会聚”范式推动对生物复杂系统和生命复杂过程运动规律的研究从“定性观察描述”发展为“定量检测解析”乃至向“预测编程”和“调控再造”的跃升，由此带来生命科学研究的革命。
随着各类实验技术的创新与应用，现代生命科学的发展经历了三个研究范式阶段。
20世纪中叶，基于一系列生命分子结构功能关系的研究，生命科学研究进入以分子生物学为代表的第一范式阶段。
20世纪末，“人类基因组计划”和一系列“组学”研究的成功，使生命科学研究进入以基因组学为代表的第二范式阶段。
最近20年来，高通量低成本的新一代组学技术、单分子技术、纳米技术等新技术新方法的发展以及与数理科学“定量概念”、工程科学“设计概念”、合成化学“合成认识概念”等思路和策略的进一步交叉融合，生命科学开启了以系统化、定量化和工程化为特征的“多学科会聚”研究范式，为更深入系统地认识生命、更精准有效地改造生物体提供了前所未有的机遇。
基因组与表型组结合，大尺度、跨物种宏观进化研究与物种内微观进化规律探索的结合，有望从整合和系统生物学角度解析动植物分化发育等复杂性状的成因，为人类疾病防治、动植物经济性状改良和功能仿生提供新理论新方法。
对植物基因与基因组的冗余性及相关遗传多样性、以光合作用为主要特征的生理与代谢以及生长发育调控和环境互作等重大前沿科学问题的研究，为生命复杂体系的解析、农林业与生态环保科学的发展提供了新渠道。
研究细胞内超大复合体的结构、功能和调控，是在原子水平阐明生命机器运转机制、破解生命奥秘的重要途径之一，也是创新药物研制的基础；探索细胞活动的分子运动及信号转导规律，是揭示细胞“生老病死”调控机制的关键，也是认识生命复杂系统与过程的重要节点。
脑科学与数理、信息等学科领域的结合，正在催生脑—机交互技术，有望描绘人脑活动图谱和工作机理，揭开意识起源之谜，极大带动人工智能、复杂网络理论与技术的发展，促进精神疾病和神经退行性疾病等脑疾病防治策略的进步。
合成生物学的出现，引入了“自下而上”系统设计、模块合成、定量测试的工程化研究概念；开发了对基因组“解读、书写、编辑和重构”的使能技术和相关平台，为探索生命起源进化之谜、解析生命分子结构功能提供了通过“人工合成”认识“自然复杂体系”的新思路、新手段和新策略。
其次，转化型研究成为生命科学研究与生物技术创新的主要平台，由此决定生物产业在生物技术“会聚”研发工程化理念指导下高效率、广覆盖的发展趋势。
转化型研究将促进科研成果从“单向技术转让”的传统产业转化模式转变为生物科技源头创新与经济社会发展需求紧密衔接的“双向互动高效发展”新模式。
它以解决经济社会各领域的应用问题为目标，开展“会聚”工程化研究，将科学知识与创新技术高效率地向多种应用领域转化，涵盖人类社会发展所面临的人口健康、资源环境、食品安全和公共安保等诸多问题，孕育和催生
产业及社会生活方式的革命。
以人类健康与疾病防治为目标的转化医学研究，一方面将系统生物医学研究成果向临床转化，另一方面让基础研究在临床实践中获取科研思想与资源，实现医学向“个性化精准诊治”和“关口前移的健康医学”的新阶段发展。
在基因组研究基础上，加强分子模块设计育种及智能控制技术等精准农业技术的研发，培育高产优质的生物新品种，提高光合作用、无机营养和水利用效率，将为发展环境友好、符合民众营养健康需求的新型农牧业体系奠定基础，在更高层次上保障食品和粮食安全。
以“合成生物学”为代表的新兴生物技术的快速发展，打开了化学合成与生物合成结合、石化经济向碳水化合物经济过渡的大门，有望为化工、材料和能源等行业的发展带来颠覆性变化，将其引入绿色生产的可持续发展时代。
合成生物技术理念与植物化学、药物学结合，将加速从自然界发现、鉴定新型天然化合物，开发新药或其他新型化工产品的过程。
以学科交叉为驱动力，对生物计算机、人机交互、仿生太阳能电池等前瞻性技术的探索，将可能在提升人的能力、改变人类行为的基础上，真正提升未来工业制造产业的能级。
总之，生命科学研究、生物技术创新、生物科技成果转化体系是支撑现代社会发展不可或缺的知识技术创新链、思想文化发展链和社会经济价值链。
构建与“会聚”研究能力相适应、与转化型研究相匹配的科研生态系统，已经成为我国推动生物科技创新和高效转化的当务之急。