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智能手機可用來發微信、玩游戲、看視頻，但你見過智能手機用于治療疾病嗎？近日，在滬召開的第三屆合成生物學青年學者論壇上，華東師范大學生命科學學院、上海市調控生物學重點實驗室葉海峰研究員展示了他不久前發布的一項科研成果——智能手機遠程調控診療糖尿病。

讓定制化細胞自行分泌胰島素

近年來，隨著移動通訊和互聯網技術的快速發展，智能手機在血糖監控中已經有了應用。但是，目前智能手機對糖尿病患者僅有診斷和檢測功能，無法實現對其治療。這項研究巧妙地將合成生物學與電子工程學相結合，開發了一種集糖尿病診斷和治療為一體的智能診療新系統，首次實現通過智能手機超遠程調控治療糖尿病的目的。

糖尿病傳統的治療方法需要每天注射胰島素或餐前服用降糖藥物，對病人來說非常痛苦。而使用葉海峰的這一研究成果就能避免體外注射。葉海峰利用合成生物學理念，設計合成了遠紅光調控基因表達的定制化細胞。“這種細胞在遠紅光的照射下，就可以自行表達分泌胰島素。”葉海峰說，將硬幣大小的含有定制化細胞的水凝膠LED復合體植入體內，再通過手機軟件控制LED，就可以實現用手機超遠程控制細胞表達分泌胰島素。“定制化細胞可以用人體自身的細胞進行遺傳改造合成，不用擔心倫理和安全問題。”

葉海峰介紹，目前該研究實驗室研發階段已經基本完成，正在進行大鼠實驗，離人體實驗和應用還有一段距離。該治療方法降血糖效果見效非常快，只需要用紅光照射1—2小時，血糖就顯著降低到正常水平。“我們目前開發的智能手機治療糖尿病還是半自動化的，下一步目標就是做全自動化的診療系統。”葉海峰表示，希望政府和資本在臨床轉化研究上給予更多支持。

合成生物學或可改變傳統生產方式

用光控制細胞胰島素的表達分泌，這是普通細胞無法做到的，通過人工設計合成或改寫細胞基因組，就可以實現這一功能，這就是合成生物學的神奇之處。

合成生物學是繼DNA雙螺旋發現所催生的分子生物學和“人類基因組計劃”實施所催生的基因組學的第三次生物技術革命，將引發新一輪的世界科技革命。

“合成生物學的核心就是‘寫’。”中科院上海植物生理生態研究所、中國科學院合成生物學重點實驗室副主任王勇研究員介紹，從系統生物學到合成生物學的跨越，標志著人類已經從解讀基因進入改寫基因的時代。通過基因組設計合成，特別是人造生命合成，可以迅速讓生命體的性能得到巨大提升，突破自然選擇、進化的緩慢過程。

合成生物學還可能會顛覆產業。“舉個例子，有些中草藥對生長環境要求很高，而且生長緩慢，有效成分含量低。有了合成生物學就可以通過改寫酵母基因生產有效物質。只需要一小塊地，廠房里標準化生產，很短時間就可以得到純度更高、更安全、可用于醫療的有效成分。再比如家蠶，雄蠶吐絲質量好，但幼蠶的性別無法區分，通過合成生物學技術就可以控制家蠶的性別并篩選雄蠶。”王勇透露，目前這些中科院的研究成果有不少已在進行產業應用。

和國外合成生物學發展狀況相比，我國在此領域的論文發表數量已排名全球第二，但產業應用仍相對薄弱。“美國在合成生物學這個學科誕生后，迅速有上千家中小企業成立，人才和資金都投入到這一新興產業。”王勇呼吁，希望政府給予合成生物學更多鼓勵和支持，從基礎研究、產業配套到人才培養全面布局。

和轉基因相比，合成生物學強調更多的是設計，“當然，任何一項顛覆性技術都會有爭議，我們一定要注重公眾、媒體、政府參與，而不只是科學家自己在研究。”王勇強調。（劉 禹 本報記者 王 春）