來源：《中國科學(xué)報》第4版 人物
發(fā)布時間：2025-06-26
■本報記者 沈春蕾
曾經(jīng)，生物、化學(xué)、環(huán)境、材料這4個專業(yè)被學(xué)術(shù)界戲稱為“天坑”專業(yè)。
中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所（以下簡稱大連化物所）研究員周雍進在生物化工領(lǐng)域深耕近20年，可謂是踏入兩個“坑”，但他對“天坑”專業(yè)的說法并不認(rèn)可。在他看來：“冷門和熱門專業(yè)其實不是絕對的，只要你的技術(shù)能夠真正走到前沿，甚至推動社會發(fā)展，那這個學(xué)科專業(yè)就是有生命力的。我在2006年踏入生物化工專業(yè)以來，從來沒認(rèn)為這是個‘天坑’?！?/p>
日前，大連化物所與安捷倫科技有限公司在北京共同舉辦合成生物學(xué)前沿技術(shù)與創(chuàng)新應(yīng)用研討會。周雍進作為會議主要召集人之一接受了《中國科學(xué)報》專訪，分享了他從食品科學(xué)工程轉(zhuǎn)行進入生物化工專業(yè)的研究歷程。
從食品科學(xué)跨入合成生物學(xué)
2002年，周雍進考入江南大學(xué)食品科學(xué)與工程專業(yè)，該專業(yè)是江南大學(xué)的王牌專業(yè)，對人才的培養(yǎng)寬口徑、重能力。本科期間，周雍進學(xué)習(xí)了無機化學(xué)、有機化學(xué)、物理化學(xué)、生物化學(xué)、微生物以及化工原理等專業(yè)基礎(chǔ)課程。
“經(jīng)過4年學(xué)習(xí)，我意識到要從分子機制了解食品的功能、加工以及保藏過程?！敝苡哼M告訴《中國科學(xué)報》，“雖然那時這一方向剛剛起步，但在不久的將來應(yīng)該是一個重要研究方向。”
臨近大學(xué)畢業(yè)，周雍進發(fā)現(xiàn)食品的研究需要再往上游走一走，當(dāng)時與其最接近的專業(yè)就是生物化工，他選擇到天津大學(xué)攻讀生物化工碩士學(xué)位，師從天津大學(xué)教授趙廣榮，開展鏈霉菌的分子生物學(xué)研究。
在天津大學(xué)學(xué)習(xí)期間，周雍進有一次在實驗室外看到一張海報，介紹了美國工程院院士杰·基斯林團隊用酵母合成青蒿素的前體青蒿酸，展示了合成生物學(xué)的巨大潛力。于是他開始自學(xué)相關(guān)課程，并閱讀了該領(lǐng)域的大量文獻(xiàn)，為后來進入大連化物所讀博，開展合成生物學(xué)研究打下了基礎(chǔ)。
在博士生學(xué)習(xí)期間，周雍進師從大連化物所研究員趙宗保，在科學(xué)思維和實驗設(shè)計方面得到了系統(tǒng)訓(xùn)練，并且獲得和中國工程院院士黃璐琦團隊合作的機會，開展合成生物學(xué)合成中藥活性成分丹參酮前體的研究。
周雍進還同時開展了輔酶調(diào)控、甲基化蛋白質(zhì)組學(xué)以及中藥活性合成生物學(xué)這3個課題的研究。“雖然遇到了不少困難，最終我還是破解了相關(guān)技術(shù)的核心難題，這些經(jīng)歷為我后來的學(xué)術(shù)生涯以及多線程工作模式打下了良好基礎(chǔ)。”他說。
博士畢業(yè)后，周雍進前往瑞典查爾姆斯理工大學(xué)從事博士后研究工作，他的導(dǎo)師延斯·尼爾森是國際代謝工程和系統(tǒng)生物學(xué)領(lǐng)域的著名教授。在瑞典4年的學(xué)習(xí)工作期間，周雍進在導(dǎo)師指導(dǎo)下，拓寬了國際視野，學(xué)習(xí)了如何選擇課題、如何從事平衡基礎(chǔ)研究和產(chǎn)業(yè)應(yīng)用背景的前沿研究、如何高效管理時間等。
周雍進告訴記者：“隨著深入了解合成生物學(xué)，我發(fā)現(xiàn)它既有底層的基礎(chǔ)研究，也有產(chǎn)業(yè)化前景。換言之，合成生物學(xué)是一個既能‘上天’，又能‘入地’的學(xué)科。”
2017年，周雍進回國加入大連化物所，正式從事合成生物學(xué)研究?；乜催@段從當(dāng)年“熱門”的食品科學(xué)與工程踏入“冷門”的合成生物學(xué)的研究歷程，他感嘆道：“如果延續(xù)食品科學(xué)與工程的研究，也許我會走上另外一條路，但人生只能選擇一條路。我現(xiàn)在的研究方向也可以用于開發(fā)新型功能食品，從底層邏輯看，這兩個學(xué)科是相通的?！?/p>
構(gòu)建酵母細(xì)胞工廠
在大連化物所，周雍進的主要研究方向是構(gòu)建酵母細(xì)胞工廠，高效合成生物化學(xué)品、燃料及藥物分子。
生活中，酵母是釀酒和烘焙常用的微生物。周雍進主要通過合成生物學(xué)手段拓展酵母的能力，使其不僅能釀酒，還能釀造出更多高附加值產(chǎn)品。
“現(xiàn)在的生物制造大部分以糖類為原料，但糖主要來自含淀粉的糧食，我國耕地資源有限，迫切需要拓展生物制造的原料。”周雍進解釋道，甲醇是一種非常重要的化工原料，可由多種途徑獲取，比如可以通過二氧化碳加氫制取。利用甲醇作為生物制造原料，不僅能緩解原料不足，還能實現(xiàn)二氧化碳高值化利用，具有很好的應(yīng)用前景。
“大多數(shù)微生物能‘吃’糖，但很少有微生物能‘吃’甲醇?！敝苡哼M指出，以甲醇為原料進行生物合成的技術(shù)路線面臨著因甲醇代謝復(fù)雜，且代謝中間體甲醛毒性大，導(dǎo)致合成效率低下的挑戰(zhàn)。
這些年來，周雍進帶領(lǐng)團隊圍繞上述問題尋找突破口。比如，他們以多形漢遜酵母為生產(chǎn)宿主，通過適應(yīng)性進化與理性代謝工程改造相結(jié)合的方式，并借助基因組測序和多組學(xué)分析，緩解甲醇代謝壓力，實現(xiàn)了甲醇生物轉(zhuǎn)化高效合成脂肪酸。相關(guān)研究成果2022年發(fā)表于《自然-代謝》。
周雍進團隊的研究強化了細(xì)胞對甲醇的耐受性，并提高了甲醇生物轉(zhuǎn)化效率?！澳壳埃糠之a(chǎn)物生產(chǎn)效率比較可觀，后面我們將繼續(xù)提高甲醇生物轉(zhuǎn)化效率，早日實現(xiàn)相關(guān)生物化學(xué)品的中試生產(chǎn)?！彼f。
“意外現(xiàn)象往往意味著重大發(fā)現(xiàn)”
從孤身一人回到大連化物所到如今帶領(lǐng)40多人的研究團隊，周雍進還記得當(dāng)年剛回國組建團隊時，大連化物所在實驗室條件和科研經(jīng)費方面給予了很好的保障，提供了團隊成長的種子基金。
近年來，周雍進帶領(lǐng)大家通過協(xié)作取得一系列重要成果。
“合成生物學(xué)是一門設(shè)計感很強的學(xué)科，需要團隊成員具備交叉思維，特別是工程思維和邏輯思維非常重要?！敝苡哼M為團隊成員營造了一種良好的研究氛圍，用他的話說，“只要實驗操作沒差錯，實驗過程中的意外現(xiàn)象往往意味著重大發(fā)現(xiàn)”。
周雍進在讀博期間就曾遇到過一個意外現(xiàn)象。當(dāng)時，他正在開展NAD轉(zhuǎn)運蛋白的研究。這是一個膜蛋白，常規(guī)思路是先將蛋白表達(dá)出來，然后研究其功能。在一年多時間里，他嘗試了各種方法都沒有成功。于是他聯(lián)系了國外這個蛋白的發(fā)現(xiàn)者，獲知對方也遇到過相同的情況。
“這讓我意識到可能是蛋白量非常低的原因。于是我嘗試設(shè)計新的路線，把細(xì)胞內(nèi)NAD生物合成途徑敲除，若轉(zhuǎn)運蛋白有功能，就能將細(xì)胞內(nèi)NAD轉(zhuǎn)運到胞內(nèi)維持細(xì)胞生長。通過這個互補實驗，我在大腸桿菌中成功構(gòu)建并驗證了NAD轉(zhuǎn)運蛋白功能，并發(fā)展了新的NAD調(diào)控策略?！敝苡哼M說，“從那時起，我就對意外的實驗現(xiàn)象非常樂觀?；貒ぷ骱?，我們團隊中比較好的幾項研究工作都來源于意外的收獲?！?/p>
在選人方面，周雍進有自己的一套方法。在面試學(xué)生或者工作人員的時候，周雍進第一眼看中的是“自我驅(qū)動力”。比如他會問應(yīng)聘者“你最驕傲的一件事情是什么”“你最受挫的一件事情是什么”。談及為什么要設(shè)置這樣的問題，他解釋說，在應(yīng)聘者回答這些問題的時候，可以感受到他們的情感和內(nèi)驅(qū)力，進而發(fā)現(xiàn)他們真正想做的事情是什么，以及對做好事情的渴望程度，這些素質(zhì)比可以通過后期培養(yǎng)的學(xué)術(shù)能力更重要。
在周雍進看來，如果科學(xué)研究都可以按照設(shè)計好的路線進行固然很好，但有時候設(shè)計好的路線不一定走得通。他打了一個比方：“本來你是要去海邊撿海星的，結(jié)果卻撿到了一個非常美麗的貝殼，并且你還能探索這個貝殼跟其他貝殼的不同之處，這正是科學(xué)研究的美妙所在?！?/p>
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