合生万物未来可期丨合成生物学研究先锋侧记（一）中国科学院大连化物所周雍进研究员：真正的创新，往往始于“意外”

2025-07-08 16:22:40, 安捷伦科技安捷伦科技（中国）有限公司

前言

合成生物学作为“第三次生物技术革命”，融合了生物学、工程学和信息学，正在从药物研发到绿色制造等领域展现出巨大潜力。中国在这一领域的快速发展，既得益于政策支持，更离不开科学家们的前沿探索和创新突破——其中分析测试技术的进步与科学家的研究实践密不可分，二者相互促进共同推动着学科发展。为展现中国科学家在这一全球竞争中的关键作用，我们开设《合成生物学研究先锋侧记》栏目，首篇聚焦中国科学院大连化学物理研究所周雍进研究员。这位从食品科学跨界而来的科学家，其科研历程不仅体现了科学探索的执着，更折射出中国合成生物学从跟跑到并跑，甚至领跑全球的雄心。

周雍进老师的研学历程始于江南大学的食品科学专业。那时的他敏锐地意识到，未来的食品研究必须深入到分子层面才能取得突破。这个超前的判断让他本科毕业后一路从天津大学的生物化工专业硕士班，走到了瑞典查尔姆斯理工大学的国际前沿课题组。在国外学习的四年里，他不仅拓宽了视野，更学会了如何结合基础研究与产业化应用。这种“既仰望星空，又脚踏实地”的理念，成为他后来科研创新的重要逻辑。

2017 年，周雍进老师回到大连化物所，开始了一项大胆的尝试：用甲醇替代传统的糖类作为微生物发酵的原料。他带领团队利用酵母实现甲醇高效转化——让这些微生物“吃”进甲醇，“吐”出高价值的化学品，为绿色生物制造提供了全新路径。

这个方向看似冒险，却直击中国生物制造的两大痛点：既要突破耕地资源对糖类原料的限制，又要实现“双碳”目标下的绿色转型。甲醇可以从劣质煤或二氧化碳中获取，如果能驯化微生物高效利用它，就相当于为生物制造打开了一扇新的大门。但这条路并不好走，甲醇在代谢过程中产生的甲醛对细胞具有致命毒性，早期的实验中，菌株往往“全军覆没”。

面对挑战，周雍进老师没有退缩。他带领团队通过定向进化等方法，逐步提高微生物对甲醇的耐受性，最终让细胞在 2% 的甲醇浓度下存活——这看似微小的数字，却是从零到一的质变。如今，他们的“酵母细胞工厂”已经能生产 3-羟基丙酸等化学品，成本逐渐逼近传统糖基路线。他一直坚持自己的科研哲学：“科研不是‘又快又好’，而是慢工出细活。就像地球从高温混沌到生命诞生，生物的精密设计需要时间。”这种尊重科学规律的态度，让他的团队在一次次“意外”中发现惊喜。比如，原本想强化木糖利用的实验，却意外提高了葡萄糖的代谢效率。这种“捡贝壳”般的偶然发现，恰恰是科研最迷人的地方。

在合成生物学的探索中，先进的分析测试技术就像科学家的“眼睛”和“尺子”。周雍进老师特别提到，生物系统复杂，细胞工厂的构建需要多组学数据助力深入了解通路的代谢机制，后续细胞工厂的迭代优化也需要高通量的仪器设备实现对高产菌株的高效筛选。安捷伦的仪器平台及综合解决方案为课题组的研究提供了关键支持。比如在利用甲醇作为碳源在多形汉逊酵母细胞中合成 PLA（聚乳酸）的工作中，安捷伦的 LCMS 及 GCMS 无论对 PLA 结构解析、聚合度分析还是对其的定量分析上都提供了重要的数据；此外，安捷伦的代谢组和代谢流方案对探究甲醇作为碳源底物在体内的生物转化途径及了解通路的动态活动，都可以提供全流程的解决方案，促进课题组细胞工厂构建的高效研究。这些技术帮助团队在微观世界里“看得更清、测得更准”。周雍进老师经常提到：“合成生物学的复杂性，要求分析技术必须与研究目标深度耦合。”这正是他与安捷伦的核心理念，而这种产学研的紧密协作，正是中国合成生物学快速发展的重要助力。

展望未来，周雍进老师相信，中国完全可能诞生生物基时代的世界顶尖企业。但这需要长期投入——从底层技术的持续突破，到化学、生物、工程等多学科的深度融合。正如他所言：“真正的创新往往始于意外，但要把意外变成必然，离不开扎实的基础和开放的合作。”在这条通向绿色制造的道路上，中国科学家们正用智慧和坚持，书写着属于自己的篇章。