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打通产+教+研,蓝晶实验室让合成生物学的“梦工厂”走进学校

作者:红印儿 发布时间:

打通产+教+研,蓝晶实验室让合成生物学的“梦工厂”走进学校

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摘要:开拓市场与教育市场是同步的。

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图片来源:pixabay

芥末堆 红印儿 7月1日报道

如果你是一个美容爱好者,可能不会对“玻尿酸”这个名字感到陌生。这种具有抗衰除皱功效的物质最早从动物组织中提取而来,由于原料来源受限,提取率仅有1%左右。但现在,只需在培养基中用微生物发酵约48个小时,高纯度的玻尿酸就可以接近制成。把微生物看作一个工程系统,并通过修改DNA来给这个工程系统做编程,进而加强效率,就是合成生物学这门新兴学科在做的事。

即便学科领域尚且年轻、产业化之路仍待发展,成立于2016年的蓝晶微生物也已经踏出了合成生物学技术商业化的第一步。这家利用合成生物学技术制造PHA生物可降解塑料的公司,与多数科技类初创公司全然投入技术研发不同,成立还不到一年,就在技术产品线之外单开出一条教育产品线。

“合成生物学的产业前景虽然广阔,但相关的专业人才缺口不小。” 蓝晶微生物教育业务副总裁耿强说,“我们希望能通过教育业务让教育和产业结合得更紧密。” 

从实验室走出,用教育打通产业与科研 

蓝晶微生物给旗下的教育子品牌起名叫“蓝晶实验室”,这个名字似乎也可以用来描述蓝晶微生物最初诞生的地方。 

2009年底,清华大学教授陈国强和同事在新疆维吾尔自治区吐鲁番市高昌区艾丁湖第一次获取高盐土壤样品。基于对这批土壤样品中分离出的微生物菌种的研究,用生物合成的方法生产PHA的成本将可以降低50%。 

蓝晶微生物联合创始人兼CEO李腾是陈国强所在实验室的成员之一,2016年左右临近博士毕业时,他决心尝试将该项技术投入到产业应用中。除了考虑到生物精细制造PHA的商业前景,李腾的选择也与生物产业和科研的现状相关。

“生物是个基础学科,没有成熟的产业出口,哪怕出国读完研究生深造之后,还是会找不到工作。”李腾曾在《一席》演讲中半打趣半认真地说,“如果做一个合成生物学的公司,没准还能在一定程度上改善我们这个专业的人的‘悲惨’命运。”

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蓝晶微生物的PHA生产工艺流程图

蓝晶微生物就此起步,专注于优化微生物菌种的上游技术开发,并以技术授权的形式与下游厂商合作,共同生产PHA的不同类型应用产品。目前,蓝晶微生物的PHA技术应用于包装材料、生物基纺织品、农用可降解地膜等多种产品。

就在蓝晶微生物努力重构PHA生产工艺的同时,数年前李腾曾参加的iGEM(Internationally Genetically Engineered Machine Competition,国际基因工程机器大赛)比赛在国内受到越来越多大学生与中学生的关注。这项赛事由麻省理工学院的一门独立研究课程发展而来,自2003年起以教育和比赛的形式推动合成生物学的发展。2016年,来自全球42个国家的5600位学生参与了iGEM赛事,中国有近15所高校均组建了队伍参赛。 

除了李腾,蓝晶微生物团队里还有多位iGEM赛事的获奖者。2017年初,一些国内高校和中学便尝试联系蓝晶微生物,希望获得iGEM参赛方面的指导。相比高校学生,中学生的竞赛需求更加集中,且不少中学缺乏竞赛经验丰富的老师及实验室设备。

不久,北京师范大学第二附属中学国际部的数名学生成为了蓝晶实验室的第一批学员,蓝晶实验室的教育业务从提供iGEM竞赛支持开始正式出海。 

陪伴式竞赛指导,让科学家来培养科学家

蓝晶实验室高级讲师王宣是2017年北京师范大学第二附属中学iGEM赛队的指导,他与学员共同度过了为期近半年的备赛全过程。从前期宣讲项目、筛选队员,到之后提供理论培训、实验培训,再到后来与学员确定项目选题、完成项目,iGEM赛事有一张自己的时间表。 

竞赛指导既要踩准赛事时间线与要求,又要给学员留出充分的自主探究空间,选题成为关键的一环。“一开始学生们的想法比较天马行空,我们会以结果为导向慢慢引导大家调整选题方向。” 蓝晶微生物教育市场负责人朱天择说,“比如,曾有学生提出想用细菌来检测头发是否洗干净了,但检测完还需要再洗一次头,从可行性上看这个选题就被舍弃了。” 

北京师范大学第二附属中学iGEM赛队最终将选题定为用微生物来检测肠道炎症,比赛最后,这个团队通过绿色荧光物成功标示出炎症症状,完成了选题,并获得了全球金奖及三个单项奖提名。 

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2017年参加iGEM比赛的团队合影

辅导学员获奖并不是蓝晶实验室的唯一目标,以科研项目形式展开的备赛过程其实也是培养学生科学素养的过程。蓝晶实验室采用了“言传身教”的教育方法。在师资配备上,iGEM赛事指导老师几乎都是生物专业的博士生,来自北京大学和清华大学的几位教授则担任顾问。“有一点‘传帮带’的意思吧。” 蓝晶微生物教育业务副总裁耿强解释。 

除了在实验室里设计并完成项目,iGEM赛事还要求学生走出实验室去参与市场调研和交流合作。蓝晶微生物自然而然成为蓝晶实验室开展iGEM赛事指导的后盾。位于深圳的蓝晶实验室与蓝晶微生物的研发部门共用同一空间,学生有机会感受产业研发与科学研究在一线的落地场景。

除此之外,借助蓝晶微生物的平台,学员可以深入高校、科研机构及科技企业探访,以完善项目方案。同时,蓝晶微生物还会对如何将学生项目转化为应用产品提供商业化方面的建议。

基于项目制学习做设计,课程与实验室打包入校

由于合成生物学尚是一个较新的领域,对于大多数学校和学生而言,iGEM赛事显得小众且门槛较高。相比之下,学校对于实验室、课程以及STEAM教育整体解决方案的诉求更大且更普遍。蓝晶实验室相应推出入校课程及实验室的打包服务方案,并将STEAM教育作为切入口。 

传统的生物实验室从硬件设施到空间设计上都围绕老师演示实验展开,学生动手参与的机会并不太多,空间的有效利用率其实并不高。蓝晶实验室根据空间使用频率将实验室划分成动区与静区,并将艺术性与舒适性纳入考虑中。例如,深圳的蓝晶实验室不仅有实验区,还配有自习区和休息区,实验室的内饰则与北京大学校园公益营建社联合完成。 

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深圳的蓝晶实验室一角

在实验室的硬件设施配备方面,蓝晶实验室可以根据学校的具体需求做定制化设计,在功能上满足分子生物学、基因工程及合成生物学方面的实验要求。相应地,蓝晶实验室还会给学校提供实验室运营支持,包括管理人员培训、仪器设备维护等。

搭配着实验室硬件,蓝晶实验室研发了多套配套课程,课程大多以模块化的项目制学习形式展开。从使用场景来看,课程可以分为校本课程、周末课外活动以及冬夏令营活动三种,内容覆盖合成生物学、基因工程等生物医药相关专业的理论与技能要求。目前,一间蓝晶实验室大约可同时供20名学生上课使用。

接下来,蓝晶实验室打算在横向与纵深方面做进一步拓展。“一方面是做地域拓展,主要瞄准沿海地区的国际学校。”朱天择说,“另一方面是继续深化课程研发,比如将课程与生物教学大纲结合或者做线上形式的模块化课程包。”

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