基于生命科学与数学、物理、化学、计算科学、工程科学等学科的深度融合，合成生物学以工程化的理念，通过标准化、自动化、智能化的过程，对现有自然生物体系进行改造和优化，甚至从头设计创建具有特定功能的“人造生命”，创造解决健康、环境、能源、资源等问题的 “合成生物”，以此为工具形成突破自然的物质合成、能量利用、信号转换等新手段，催生超级生物技术，进而可从根本上改变社会经济发展模式，在带来巨大社会财富的同时，促进社会稳定、和谐发展。 传统的合成生物学研究范式存在手动、低通量、低效率和数据不标准的重大缺陷。而这个领域竞争异常激烈，产业化要求研发效率高、时间短，这一传统合成生物铸造模式已经无法跟上时代的要求。所以，我们需要发展更加“智能”与“高效高通量”的合成生物铸造技术体系。要实现这两点，我们就需要建设大数据驱动的合成生物自动化铸造技术体系。 申请人针对传统合成生物学研究范式的一系列重大缺陷，提出了1）以机器人自动化替代人实验；2）软件/AI算法部分替代人进行计算设计与数据分析的解决思路。具体的科学问题即1）如何实现传统实验生物技术与机器人自动化技术的适配性？；2）如何快速产出标准化的生物大数据？；3）如何准确预测生物元件功能强度？。以此为目标，申请人作为总工程师负责建设中国科学院天津工业生物技术研究所牵头的天工1号菌种铸造大设施，初步自主开发了国际领先的合成生物自动化铸造与筛选技术体系，做出了具有国际代表性的工作，取得了一系列成果。相关研究成果在Nature Communications（4篇，IF=16.6）、Science Advances(1篇， IF=13.6）、Trends in Biotechnology（3篇， IF=17.3）等本领域重要学术期刊发表论文53篇（通讯/一作41篇），总计他引1373次，H-index为20。包括在国际一流杂志Trends in Biotechnology、ACS Synthetic Biology和Biotechnology & Bioengineering上发表封面文章。一篇Nature Communications文章被编辑评选为本杂志“生物技术与方法”领域重点关注文章，在杂志网页着重推荐。已申请14项中国专利，授权4项。同时，申请人带领大设施团队获得中国科学院第四届《科苑名匠》奖项。 |
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