晁然（中）與團隊成員在實驗中。 　　受訪者供圖

　　合成生物學是一門新興的跨學科研究領域，是為生命科學服務的新研究范式，擁有巨大發展潛力。在浙江杭州，一些代表性企業與項目正嶄露頭角，留美海歸晁然創辦的衍進科技是其中之一。不久前，晁然利用自主搭建的高通量蛋白質設計和測試平台，成功形成了原創性的農業育種基因序列。作為歐美同學會海歸小鎮（杭州·數字醫藥）第一批入駐企業之一，晁然帶領團隊正利用自主開發的智能柔性化生命鑄造廠系統，為日化、飼料等行業開發高附加值生物合成產品。

　　“如何將科研人員從機械性工作中解放出來，投入到更需要創造性的地方？”

　　在浙江大學竺可楨學院讀書時，還在讀大一的晁然便獲得了國家大學生創新訓練計劃的經費，他從橘子皮中提取化合物，回收泡沫塑料，並以此做了刨花板、膠合板，還開發出了防虫產品。而后，他前往加拿大英屬哥倫比亞大學學習，之后在美國伊利諾伊大學厄巴納-香檳分校攻讀化學與分子生物工程專業博士。

　　博士期間，晁然一直從事高通量合成生物學的方法研究，並主導了全球較早的全自動生命鑄造廠（biofoundry）系統的開發。

　　在研究中晁然意識到，生物工程在醫療、生物化工以及基礎研究等領域雖然取得了廣泛成果，但是，其中的研究過程依然依靠大量非標准化的人工操作，成本高、效率低、錯誤率高、實驗缺乏可重復性等問題，一直以來都是限制該行業發展的瓶頸。

　　比如，做發酵菌種研發的過程需要在未知方向上大量“試錯”，“試錯”過程需要依靠碩、博水平的科研人員做基因編輯和表達。這種人工“試錯”的方法十分緩慢，為了擴大規模，企業往往需要雇數十到數百名科研人員，執行各種勞動密集型重復手工勞動……“如何將科研人員從機械性工作中解放出來，投入到更需要創造性的地方？”晁然一直在思考。

　　“在學校開展研究更多是追求高精尖的概念驗証，但要想真正把這個系統做好，把高通量生物學各個流程打通，需要扎扎實實做好生物信息軟件開發、硬件自動化以及分子生物學等交叉學科的每一個工程類別的開發。”晁然說。

　　得益於工程與生物雙向專業特長，晁然決定要利用好跨學科優勢，他與課題組在伊利諾伊大學參與了智能柔性化生命鑄造廠樣機的研發，實現了多個合成生物學研發流程的自動化。而后，晁然與幾位志同道合的同學一道，聯合創立了LifeFoundry公司。團隊通過對生物系統的零件化和標准化，令設計、構建、測試、學習的工程改造循環更加便捷，在此基礎上，將合成生物學研發流程進一步自動化、工業化。

　　“讓大家用不同的思維方式去解決問題，為創新埋下種子”

　　2018年，晁然帶著自己的創業夢想回到浙江杭州，成立了杭州衍進科技有限公司。

　　“美國在生物技術、分子生物學研究領域相對前沿，但在工程領域，硬件開發、機械工程這些涉及自動化設備的方面，國內的優勢更明顯。”晁然說，在生物制造領域，國內的業務發展、產業體量以及產業的成長速度要比美國更快，可以更好發揮產業規模和供應鏈優勢。

　　晁然帶著國際化的團隊入駐杭州，他表示，組建國際化團隊在科研方面擁有不少優勢。“年輕的海歸們擁有很多大膽的新想法、新思考，我們大家在一起會碰撞出許多火花。近年來，無論是團隊研發模式還是公司運營模式，都有一些創新。我們讓不同國籍、不同文化背景、不同專業的人一起協作，讓大家用不同的思維方式去解決問題，為創新埋下種子。”晁然說。

　　在團隊的共同努力下，公司自主開發了第二代智能柔性化生物鑄造廠系統“達爾文”。通過這一系統，研究人員隻需利用生物CAD平台將自己的工程改造思路表達出來，系統就可自主完成后續實驗，無須人工干預，通量高、速度快，減少了錯誤率。

　　“通過平台，生物企業可以快速有效地做出符合要求的發酵菌種，研發速度快了不少。”晁然表示，系統採用了柔性化設計，通過對軟硬件系統的模塊化調用，可以在不同研發任務之間快速切換，能夠廣泛應用於發酵菌種開發、酶優化、哺乳動物細胞系改造等領域。目前，系統已經實現了全自動高通量DNA組裝、工業菌種篩選等研發流程，驗証了其靈活性及強大的生物加工能力。在此基礎上，結合機器學習算法，系統還可以實現生物系統“設計—制造—加工—學習”的閉環迭代。

　　目前，這一平台已與包括世界500強、國內行業龍頭等多家企業開展合作，為日化、飼料、食品、能源、醫藥等行業開發高附加值生物合成產品。

　　“我們會在海歸小鎮努力創業，發揮好留學人員作用”

　　“回國創業最期待的就是良好的創業環境、完善的產業生態和人才的聚集，海歸小鎮幾乎都滿足了。”團隊入駐歐美同學會海歸小鎮（杭州·數字醫藥）后，晁然感慨說，杭州的人才政策精准、專業，這是他們選擇創業地點的重要考量。

　　創業路上，晁然團隊從政府方面得到了很多實實在在的幫助。他說：“杭州市、蕭山區相繼出台了支持合成生物產業發展的針對性政策，海歸小鎮也將這一領域定為重點發展方向。各級政策制定的過程中充分聽取了我們一線工作者的建議，市、區、小鎮層面在政策申報中都給予了專業指導。2023年我有幸入選了國家級與市級的人才項目，獲得了更大力度的創業創新扶持。”

　　晁然表示，浙江大學杭州國際科創中心落地海歸小鎮，團隊與科創中心積極互動，已經在人才培養、設備共享、基礎科研等方面展開合作，近期也將建立聯合實驗室，在特定領域進行技術攻關。

　　如今，海歸小鎮已建立了高水平的生活配套，對國內外人才的吸引力更高。晁然介紹，公司以杭州為總部，並與在美國伊利諾伊州以及硅谷的辦公室緊密協作，依托海歸小鎮，可以很好實現國際引才與團隊互訪。

　　同時，晁然團隊還與其他企業實現了有效的互動，並達成了合作。比如，與傳化集團和新安化工在轉基因農業領域簽訂了研發合作。“國際代表性企業在這一方向創造了很大產值，並有近20年的專利布局，我們的合作方進入此方向，面臨較大的技術壁壘。因此，我們不僅要建立獨立的知識產權，還想要做到更好。”令人驚喜的是，利用團隊搭建的高通量蛋白質設計與測試平台，經過4—5個月的研發，晁然團隊開發出活性高於國際水平兩倍以上的基因序列，有望開發出新的業務增長點。

　　如今，晁然團隊已在海歸小鎮建設了超過2000平方米的辦公和研發空間，並依托國內供應鏈，完成了第二代全自動平台“達爾文”的自主研發，可以直接通過機器學習算法完成對於細胞等生物體系的建模與優化，在動物營養、精准農業、日化、先進治療等領域開始產業應用。

　　“我們會在海歸小鎮努力創業，發揮好留學人員作用，共同建設這一創新生態。”晁然說。

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