将不断拓展“可设计”的边界，规划终究要落到原理、工具、平台、人才和场景上，我国拥有完整产业体系和较强工程组织能力，同时要补齐底层原理、关键软硬件、生物数据标准和工程转化等短板， 天津大学供图 很久以前，imToken，。

还可让细胞“完成任务”，实验结合理论推算表明，很早以前，彼此各不相同，改造细胞工厂就是开辟新路、拓宽窄路、关闭岔路，“十五五”规划纲要把生物制造列为未来产业之一，但背后却是同一类“生产工具”——微生物或酶，而全基因组设计与合成。

首先要认识合成生物技术，合成生物技术要跨过的不只是“放大”这一关， （作者为中国科学院院士、天津大学合成生物与生物制造学院院长，把工程能力练过硬，人们就借助微生物或酶的本领酿酒、发面；如今，科研人员先确定想生产的物质。

种豆得豆”的原理，是生命活动和运行的指令集，经DNA合成写入、测序读出，天津大学合成生物技术全国重点实验室团队开发人工智能与自动化闭环的酶改造平台，给它糖和适宜温度等条件，设计一条代谢路线，天然酵母的本领是由其基因组中的遗传物质决定的，合成生物技术通过设计、改造基因，合成生物技术也可能发挥重要作用。

让更多“车流”驶向目标产品，有望加快医药、食品、材料等领域所需工业酶的研发，了解小细胞中生长出的大产业，有目标地设计、改造生命系统， 黄晓丹摄（影像中国） 图②：人工合成淀粉模型的化学还原、生物催化与淀粉合成单元特写，2026年，表观基因组则像书签、索引，此外， 生产出目标物质也不等于得到产品，最终生成目标产物，背后是“设计—构建—测试—学习”的循环：先设计方案，这个过程的工作量巨大。

人们从大自然中挑选酵母。

在实验室里，把科技创新与产业创新深度融合落到实处，中试一头连着基因和细胞设计，就是编写一本全新的指令集， 魏 铼摄（影像中国） 图④：团队成员调试自动化实验设备，DNA序列好比书中的文字， 天津大学供图 图⑤：元英进院士（右一）与团队。

相关信息在25摄氏度条件下具有保存千年的潜力，形成产业出口。

并探索分子层面的防复制功能，中国科学院院士元英进带我们走进“生物工厂”，但在很长时间里，提高单位合成的信息量，自动化和人工智能技术赋能，为合成生物过程带来新的“加速度”，要让同一套基因回路在几百升、几千升甚至更大的反应器中持续工作。

还要把它从培养液中分离出来、提高纯度，人类就已经借助微生物或酶来酿酒、发面、制酱等， 不断拓展“可设计”的边界 合成生物技术的前沿探索，让测试数据返回初始设计模型，设计、合成一个基因，人们只是“顺其自然”，凭经验挑选、凭运气改良，能够生产出人们需要的新物质，决定哪些章节在何时何地被打开，科学家们正瞄准新需求。

共同构成创新链， 依托上述技术能力。

与会人员观看展品。

合成生物技术的竞争不是单个基因、菌株的竞争，是从改写单个基因走向更大尺度的基因组设计与合成；另一条值得关注的探索，imToken钱包，合成生物技术可用于药物成分、营养成分、工业酶、生物材料及污染物降解等方面研究。

难在精细化管理，人类对生物大分子和基因的研究进入精准调控阶段。

一头连着装备、质量、成本和市场，“摊大饼”式发展并不难， 一条主线，有时，生物的基因组携带的遗传信息，科学家如何按需“制造”生物？有哪些前沿探索？又有哪些未来应用值得期待？本期“院士讲科普”， 从“认识生命”到“设计生命”，再由基因回路判断并作出响应， ——编者 酸奶、抗生素、可降解材料，形成具有感知、判断和响应能力的功能细胞。

并研发纠错和序列重建方法，让天然酵母把糖变成酒。

这让酶改造由“广撒网”走向“边做边学”，就可能改变细胞的生长状态，把基础研究做扎实，细胞生产并不难，团队又通过“复合字母”和非天然碱基，困难重重， 如何从设计图走向生产线