“合成生物学的技术突破只是万里长征走完了第一步。从创新科学研究到转化为符合需求的产品，概念验证与实际调查的结合是关键——有了它们才能跨过‘死亡谷’，没有的话便只能止步于此。”
根据中国制造（工信部新闻宣传中心运营平台）信息，12月18日，在2025生物制造大会中，中国科学院院士、复旦大学教授赵国屏在主题演讲中表示。
赵国屏院士进一步指出，这一“死亡谷”可谓残阳如血。而且哪怕跨过死亡谷，产品还需经历工程转化、工艺中试、临床研究等环节，这就像翻越“上甘岭”。
等真正进入全面产业和市场阶段，还会面临重重监管、激烈竞争与内卷，这是一片充满角逐的“达尔文海”。唯有渡过这片海，合成生物学才能最终形成产业集群，实现社会应用。
据了解，赵国屏院士20岁插队，30岁上大学，35岁赴美留学，42岁博士研究生毕业，44岁回国，46岁任职中国科学院，57岁当选院士，人生经历可谓传奇，每一步都充满了挑战与奋斗。
赵国屏院士曾参与启动中国基因组学、生物信息学、蛋白质组学、转录组学研究，克隆若干遗传病致病基因及中国微生物基因组测序，在蛋白质乙酰化组、肠道微生物组、合成生物学等领域作出了若干开创性的工作。
据介绍，合成生物学的发展其实根植于生命科学的演进。
赵国屏院士梳理，本世纪初，工程科学理念逐步融入生命科学领域，推动合成生物学从假说导向转向目标导向，历经20余年发展，线路工程、代谢工程、基因组工程、细胞工程等方面都有了长足的进步。
根据赵国屏院士此前在《中国科学院》院刊发表的文章，合成生物学的核心可以用两个关键词概括：
一个是“会聚”，合成生物学会聚了科学研究带来的“发现能力”，工程学理念带来的“建造能力”以及颠覆性技术带来的“发明能力”，从而全面提升社会的“创新能力”。
一个是“工程学本质”，例如元件标准化→模块 构建→底盘适配，包括对生命过程的途径、网络的组成及其调控的认识及“正交化生命”的设计与构建，正是合成生物的核心研究内容。
过去20多年中，合成生物学虽然在元件工程、线路工程、代谢工程、基因组工程和细胞工程5大领域取得了很大进展，但是仍面临多重挑战。
在赵国屏院士看来，当前，合成生物学面临的主要挑战是缺乏理性设计能力，缺乏可预测性。
“大数据时代和工程化研究体系则带来新机遇：通过‘黑箱+白箱’或者‘黑箱白箱化’进行‘定量合成生物学’的研究，最后形成认识生命、改造生命、设计生命、合成生命的工程应用。”
赵国屏院士曾表示，生命体系跨层次功能的涌现，是在生物体从单细胞到多细胞个体的生长、分化、发育过程中完成的，其生物学规律是自然界用了30多亿年的时程，在无以计数的生命单元，从分子、细胞到个体与群体的“进化”（包括中性进化和自然选择）中，用我们尚未读懂的基因组中中“遗传语言”编码完成。
“而我们现在正在尝试用‘合成工程化的生命’去探知其中的物理学和化学的规律，而只有认识了这些规律，‘理性的从头设计’才真正有了预测性的基础。”赵国屏院士指出。
根据赵国屏院士在《中国科学院》院刊发表的文章，生命体具有高度复杂性，人工设计的基因线路很难完全按照预期工作，往往需要长时间的反复调谐。克服这一难题的最有效手段，是建立工程化研究平台，大批量测试多种元件、线路、底盘的组合，获取海量实验数据，以指导进一步工程优化与理性设计。
而工程化平台的核心是合成生物研究的自动化设施，亦称为生物铸造厂，依照“设计—构建—测试—学习”的闭环策略组织工艺流程，进行工程化的海量试错，从而快速获得具有目标功能的合成生命体。
如美国劳伦斯伯克利国家实验室的 Agile BioFoundry，美国伊利诺伊大学的 iBioFAB，美国麻省理工学院的 MIT-Broad Foundry，英国帝国理工学院的 London DNA Foundry，以及产业界的Amyris 公司、Zymergen 公司、Ginkgo 公司等。
在此背景下，我国规划由中国科学院深圳先进技术研究院承担建设全球 最大的合成生物研究重大科技基础设施。
值得指出的是，从原创发现到产业化应用，仅仅依赖于自动化设施是不够的。
例如，人工酵母细胞生产青蒿素，是合成生物学领域目前最成功的产业化案例。项目领导者美国Jay Keasling教授，围绕工程化平台建立了完整的研发体系——由劳伦斯伯克利国家实验室负责上游原创发现，联合生物能源研究所（JBEI）负责中游技术开发， Amyris 公司负责下游产业应用的创新链条。
这些围绕工程化平台的体制与机制创新，值得深入研究与思考，为充分发挥我国重大科技基础设施对合成生物学研究、创新与产业的巨大推动作用提供重要借鉴。
“要推动合成生物学高效发展，需要融合国家科技创新政策的导向与企业经营需求的导向，以资金等为桥梁促进创新链与产业链深度融合，秉持真研究问题、研究真问题、解决实际问题的理念，凡事都以求真的态度做踏实的工作。”赵国屏院士强调。
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