“發酵農業”或有助于解決人類溫飽問題

 6月3日，在上海自然博物館（上海科技館分館）舉行的“綠螺講堂·新問題沙龍”上，中科院院士、華大基因研究院理事長楊煥明表示，“發酵農業”未來或將解決人類的溫飽問題。

 楊煥明說，所謂“發酵農業”，即利用合成基因組學技術，在發酵罐里合成水稻、小麥、玉米等糧食以及各種蔬菜，使農業不再靠天吃飯，給酵母喂糠行。

 今年3月，《科學》雜志以封面、專刊的形式發表了關于“人工合成酵母基因組計劃”論文。中國、美國、英國等國的多家研究機構參與這項計劃，其中中國團隊完成了總工作量的2/3。“人工合成酵母基因組計劃”旨在人工合成真核生物——釀酒酵母的全部16條染色體，意味著酵母的生命源代碼完全可以由人編寫。

 楊煥明將這種釀酒酵母染色體稱為“生命3.0”，是繼自然的生命體（生命1.0）和以現代生物技術改造的生命體（生命2.0）之后，以基因組學的理念、策略和技術，人工設計并合成的第三代生命體。“如果說，人類基因組計劃是對‘生命天書’的解碼過程，那么合成基因組學是一個編碼過程。它是基因組學發展至今的階段，將給生命科學和生物產業帶來顛覆性影響。”

 如今，中、美兩國科學家設計并合成了更高級的單細胞真核生物染色體。接下來，包括華大基因在內的科研機構設立了一個更高目標——人工設計并合成多細胞真核生物染色體。

這條勇攀高峰的科研探索之路會給人類帶來什么？楊煥明向聽眾列舉了一系列應用前景：食品和藥品、生物材料和生物能源、智能模擬細胞、生物計算機……他著重介紹了食品生產領域的應用：“未來人類如何養活自己？可以靠發酵農業”，即在工廠的發酵罐里，把世界上近200種農作物（包括糧食和蔬菜）生產出來。

 楊煥明表示，這在理論上是完全可行的，因為所有的“生物產品”都有特定的代謝途徑和信號通路，如果掌握了其科學規律，再利用微生物和合成生物學技術構建各種代謝途徑，能夠實現農作物的工業化生產。

 事實上，目前已有一些生物產品實現了工業化合成生產。例如，科技人員根據青蒿草的基因組序列，在大腸桿菌中構建了青蒿素合成的代謝途徑，再將酵母作為工程細胞，工業化生產出青蒿素前體物質——青蒿酸。

 針對合成基因組學是否會“打開潘多拉魔盒”這個提問，楊煥明表示，只要別太激進，這門蓬勃發展的學科不會對生命倫理規范提出挑戰。