赵国屏：合成生物学进入“定量”时代，人工智能是突破关键

发布时间：2026-10-06 16:16:06 来源：软香温玉网 作者：知识

海峡网讯（记者 王挺）6月18日，进入2026中国海峡创新发展大会暨人工智能产业生态大会在榕举行，时代会上中国科学院院士、人工分子微生物学家赵国屏发表了题为《人工智能时代的突破合成生物学》的主旨演讲。赵国屏指出，关键生命科学正从“描述”走向“编程”，定量而人工智能与大数据的赵国智深度融合，将是屏合实现定量合成生物学突破、驱动大健康产业变革的成生核心引擎。

从酿造到编程：生命科学的物学范式跃迁

赵国屏在演讲中系统回顾了生命科学从古至今的演进历程。“最早的时候，实际上就是我们的酿造技术，做酒也好，做酱也好，基本上是一些经验的积累。”他指出，当时的生产体系多为小作坊，难以形成巨大产业。真正的科学转折始于17世纪列文虎克发明显微镜观测到细菌，随后巴斯德通过研究红酒发酵，科学地揭示了“做好酒靠酵母，做坏了是杂菌”的根本道理。再到科赫发明固体培养基分离出单一菌落，乃至1929年弗莱明意外发现青霉素。

“有了疫苗，有了抗生素，这是十九、二十世纪之交两个最重要的救命技术，每一样都使我们人类的寿命延长了10岁。”赵国屏评价道。但他强调，光有发现不够，必须依靠生物制造形成产业才能惠及大众。进入新世纪，随着DNA双螺旋结构发现和基因测序、基因编辑技术的发展，生命科学实现了从“自上而下”的反向工程学（系统生物学）向“自下而上”的正向工程学（合成生物学）的革命性转变。

赵国屏形容这一转变为“把生命系统看作复杂电路，由元件、线路、模块搭建而成”，采用工程学的设计、合成、测试与学习循环来研究生命体，从而使生命科学进入了“可以编程”的创造时代。

合成生物学驱动大健康，亟待监管创新

在谈到合成生物学赋能大健康产业时，赵国屏以实验室到产业的真实案例进行了阐述。团队利用“一碳细胞”酵母底盘，通过合成生物学方式生产珍贵的天然化合物，实现了10倍、100倍甚至1000倍的产能增加。例如，石榴花苷等原本昂贵的原料，如今可以通过细胞工厂大规模生产，大幅降低成本，使其具备了作为大众保健品原料的可能。

然而，技术突破之外，产业化仍面临现实难题。赵国屏在演讲中半开玩笑地提到，当被问及产品是否能在国内应用时，常需考虑“出口转内销”。他直言问题核心在于：“我们的监管还没有完成，这个监管体系必须要分清楚各种不同的产品跟不同的监管体系。有的直接对接企业，有的要通过保健食品审批，还有一些要通过新药创新路径。”他呼吁，只有构建清晰的分类监管体系，才能营造良好的创新产业化生态。

“白箱+黑箱”：AI解锁定量合成生物学

对于人工智能的角色，赵国屏认为，其关键作用体现在两个层面：一是生物大数据的解析，二是与定量合成生物学的系统连接。

他将传统基于第一性原理的“白箱模型”与数据驱动的“黑箱模型”进行了结合阐释。过去，科学家主要靠白箱模型，通过合成去验证理论；而今天，高通量平台在研究中产生的海量标准化数据，为AI即“黑箱模型”的应用提供了沃土。“这两者结合起来，用白箱模型去理解和解释黑箱模型，最后达到定量合成生物学认知的提升和工程能力的集成。”

赵国屏强调，未来的合成生物学体系，除了核心的生命系统范式外，工程化的数据统计平台与AI效应预测系统将是两大重要支撑。从原料到产品迭代的全过程产生的数据，都将反哺至平台，实现黑箱与白箱的融合提升。

在演讲最后，赵国屏院士语重心长地总结了从实验室创新到产业化落地的最大感悟：“我们的科技创新链和市场产业链之间，必须要有非常紧密的对接。这也是我们正走在一条前人没走过道路上的最重要心得。”

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