作者：尤迪   摄影：蒋晓春、尤迪

10月10日下午，我校面向本科生打造的高端学术讲座“通海讲堂”第九十七期在奉贤校区通海厅正式开讲。生工学院院长叶邦策以“科学方法论与合成生物学发展”为题，将学术前沿与科学普及相结合，为学生揭开合成生物学的神秘面纱。讲座由生工学院副院长王启要主持。

科学新成就和思维方式的变化带来了科学方法的重大变革，科学方法的创新也加速了科学技术的新突破。20世纪70年代末，钱学森提出的系统论方法，把理论和实践统一起来，达到从整体上研究和解决问题的目的。它既可以指导科学技术研究，又随着科学技术进步而不断丰富和发展。叶邦策指出，当代大学生教育需要以学科发展经纬与经典理论为指导，重点梳理核心概念及知识体系，以科学方法论为指导，建立认识论、方法论思维及主动学习能力。

合成生物学是一门整合酶工程、基因合成、基因测序、基因编辑等多种生物技术工具的系统工程。叶邦策表示，“合成生物学是生物学的终极发展”，合成生物学诞生于21世纪初，是生物学、工程学、化学和信息技术等相互交叉融合的新兴领域。合成生物学需要以整体的思想对生物系统进行研究，“生物系统具有层级分布和模块化的特点，生物功能以及生命现象具有典型的混沌特征，而系统的研究方法能够让我们在研究过程中‘既见树木，又见森林’”。

“从‘格物’到‘造物’，是合成生物学的奥秘所在”，传统的生命科学是自上而下的，即格物致知，而合成生物是自下而上的反向重建，即造物致知/致用。用工程学办法来做研究，是合成生物学的一大特性。合成生物具有工程属性，是用工程学方法去改造生命体；同时又兼具科学属性，因为工程改造后，具有科学的未知性。叶邦策用“黑箱，白箱”的形象比喻解释了理性设计能力有限这一合成生物学的技术痛点，现阶段，合成生物学正通过“白箱”+“黑箱”双重模式加速突破这一困境。

合成生物学被誉为“第三次生物技术革命”，各国政策频发，抢夺现代生物前沿技术高地，中国也将合成生物学专项纳入“973”“863”等国家重点基础研究发展计划当中，并在国家的《“十三五”生物技术创新专项规划》明确指出，将合成生物技术列为“构建具有国际竞争力的现代产业技术体系”和“发展引领产业变革的颠覆性技术”之一。合成生物学已经进入快速发展阶段，突破性成果不断涌现，技术转化与产业应用也初见成效。在新一轮科技变革与保护自然环境、减少碳排放的需求下，世界主要国家更加注重生物经济的可持续发展。在这种背景下，叶邦策指出，生物工程作为全国A+学科，承担着为科研和国家生物经济、生物制造产业的高质量发展提供科学基础、前沿技术、优秀人才的责任使命。

对于合成生物学未来发展面临的主要挑战，叶邦策认为，目前对于复杂生命系统中物质的多层次、高维度结构和功能变化规律的认识仍较为粗浅。工程科学需要逐步转向直接揭示其中的物理化学或数学信息规律，才有可能预测生命系统多层次、高维度的构效关系，真正解决合成生物学中的理性设计问题。

讲座最后的互动环节，叶邦策一一回答了学生关于“合成生物学与生物类专业选择”“合成生物学与肠道微生物研究”等方面的提问。