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周雍進?受訪者供圖

曾經(jīng)，生物、化學、環(huán)境、材料這4個專業(yè)被學術界戲稱為“天坑”專業(yè)。

中國科學院大連化學物理研究所（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，只要你的技術能夠真正走到前沿，甚至推動社會發(fā)展，那這個學科專業(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前沿技術與創(chuàng)新應用研討會。周雍進作為會議主要召集人之一接受了《中國科學報》專訪，分享了他從食品科學工程轉行進入生物化工專業(yè)的研究歷程。

從食品科學跨入合成生物學

2002年，周雍進考入江南大學食品科學與工程專業(yè)，該專業(yè)是江南大學的王牌專業(yè)，對人才的培養(yǎng)寬口徑、重能力。本科期間，周雍進學習了無機化學、有機化學、物理化學、生物化學、微生物以及化工原理等專業(yè)基礎課程。

“經(jīng)過4年學習，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《中國科學報》，“雖然那時這一方向剛剛起步，但在不久的將來應該是一個重要研究方向?！?/p>

臨近大學畢業(yè)，周雍進發(fā)現(xiàn)食品的研究需要再往上游走一走，當時與其最接近的專業(yè)就是生物化工，他選擇到天津大學攻讀生物化工碩士學位，師從天津大學教授趙廣榮，開展鏈霉菌的分子生物學研究。

在天津大學學習期間，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，展示了合成生物學的巨大潛力。于是他開始自學相關課程，并閱讀了該領域的大量文獻，為后來進入大連化物所讀博，開展合成生物學研究打下了基礎。

在博士生學習期間，周雍進師從大連化物所研究員趙宗保，在科學思維和實驗設計方面得到了系統(tǒng)訓練，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)組學以及中藥活性合成生物學這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技術的核心難題，這些經(jīng)歷為我后來的學術生涯以及多線程工作模式打下了良好基礎。”他說。

博士畢業(yè)后，周雍進前往瑞典查爾姆斯理工大學從事博士后研究工作，他的導師延斯·尼爾森是國際代謝工程和系統(tǒng)生物學領域的著名教授。在瑞典4年的學習工作期間，周雍進在導師指導下，拓寬了國際視野，學習了如何選擇課題、如何從事平衡基礎研究和產(chǎn)業(yè)應用背景的前沿研究、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，我發(fā)現(xiàn)它既有底層的基礎研究，也有產(chǎn)業(yè)化前景。換言之，合成生物學是一個既能‘上天’，又能‘入地’的學科?！?/p>

2017年，周雍進回國加入大連化物所，正式從事合成生物學研究。回看這段從當年“熱門”的食品科學與工程踏入“冷門”的合成生物學的研究歷程，他感嘆道：“如果延續(xù)食品科學與工程的研究，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，這兩個學科是相通的?！?/p>

構建酵母細胞工廠

在大連化物所，周雍進的主要研究方向是構建酵母細胞工廠，高效合成生物化學品、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，具有很好的應用前景。

“大多數(shù)微生物能‘吃’糖，但很少有微生物能‘吃’甲醇。”周雍進指出，以甲醇為原料進行生物合成的技術路線面臨著因甲醇代謝復雜，且代謝中間體甲醛毒性大，導致合成效率低下的挑戰(zhàn)。

這些年來，周雍進帶領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，通過適應性進化與理性代謝工程改造相結合的方式，并借助基因組測序和多組學分析，緩解甲醇代謝壓力，實現(xiàn)了甲醇生物轉化高效合成脂肪酸。相關研究成果2022年發(fā)表于《自然-代謝》。

周雍進團隊的研究強化了細胞對甲醇的耐受性，并提高了甲醇生物轉化效率?！澳壳?，部分產(chǎn)物生產(chǎn)效率比較可觀，后面我們將繼續(xù)提高甲醇生物轉化效率，早日實現(xiàn)相關生物化學品的中試生產(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40多人的研究團隊，周雍進還記得當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，周雍進帶領大家通過協(xié)作取得一系列重要成果。

“合成生物學是一門設計感很強的學科，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。當時，他正在開展NAD轉運蛋白的研究。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。于是我嘗試設計新的路線，把細胞內(nèi)NAD生物合成途徑敲除，若轉運蛋白有功能，就能將細胞內(nèi)NAD轉運到胞內(nèi)維持細胞生長。通過這個互補實驗，我在大腸桿菌中成功構建并驗證了NAD轉運蛋白功能，并發(fā)展了新的NAD調(diào)控策略。”周雍進說，“從那時起，我就對意外的實驗現(xiàn)象非常樂觀。回國工作后，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”。談及為什么要設置這樣的問題，他解釋說，在應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)的學術能力更重要。

在周雍進看來，如果科學研究都可以按照設計好的路線進行固然很好，但有時候設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，這正是科學研究的美妙所在。”

（原載于《中國科學報》?2025-06-26?第4版?人物）