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【百卅荣光】合成生物 从一门课到一个国际前沿学科

作者:赵晖编辑:朱宝琳 王润嫣来源:党委宣传部

编者按:为迎接130周年校庆,新闻网开设【百卅荣光】专栏,旨在展现天大130年来在办学探索、人才培养、科技创新和文化传承等方面的光荣历程与历史贡献,将校史变迁和天大当下发展形成对照,传承兴学强国的校史文化血脉,振奋广大师生校友为实现世界一流大学建设目标而奋斗的精神斗志。

天津大学秉持“从未来到未来”理念,在开放的平台上以开放的格局培养未来的人才。缘起于一项大学生国际比赛和一门本科生课程,经过十几年的发展,天津大学合成生物学从零起步,走到了世界科技前沿,站到了聚光灯下。

合成生物被誉为“第三次生物技术革命”,天津大学在我国最早开展合成生物学研究。经过十几年培育,学校于2025年成立天津大学合成生物与生物制造学院,并于今秋迎来了首批新生。

2024年10月26日,国际遗传基因工程机器大赛(简称“iGEM大赛”)全球总决赛在法国巴黎落下帷幕。天津大学两支参赛团队获得2块金牌和1项单项奖提名的优秀成绩。

天津大学是最早把这项国际赛事引入中国的高校。从2007年起,化工学院开始指导学生团队正式参加iGEM大赛,还在2007年举办了国际合成生物学研讨会和TTT(Teach The Teachers)iGEM国际研讨会,引导更多高校了解和参与这项国际赛事。

借助这项比赛,天大为合成生物学领域培养了大批优秀的青年人才,同时也助推了中国乃至亚洲合成生物学的发展。

在iGEM大赛的基础上,天津大学面向本科生开设了一门合成生物学课程——基因组设计合成。运用工程学的一些方法来研究生物学,这是中国科学院院士、天津大学教授元英进在30多年前就一直在考虑的问题。这门课可以教授学生构建人工合成染色体的基础知识和技能。这个看起来就像制作“砖头”的课程,能让学生在具备发现和解决问题才能的同时,还能熟悉合成生物学领域的诸多前沿科学问题和最新进展。学生们在为人工合成染色体“添砖加瓦”的过程中,也培养了科学精神、科研能力。

从参与一项国际比赛、创立一门本科课程开始,天津大学从零起步,如今已经走进世界前沿,是我国合成生物学领域的重要创新力量。天津大学在国内最早建立了合成生物学本科专业、硕士和博士学位点,最先编写了合成生物学本科教材《合成生物学导论》。学校于2013年获批合成生物技术国家级国际合作基地,2018年获批教育部“珠峰计划”合成生物学前沿科学中心,2024年获批合成生物技术全国重点实验室。2025年4月,学校正式成立“天津大学合成生物与生物制造学院”,围绕合成生物学主要研究方向,形成了包括院士、长江、杰青等150余人的研究队伍。

天津大学在合成生物学领域成果频传——2018年,开启了合成生物学研究中基因组重排这一全新研究领域,成果填补了基因组结构变异的技术空白;2019年,发现了不同尺度人工基因组重排的杂合性缺失现象,为研究大尺度遗传变异提供了强有力的工具;2020年,团队首次利用高效乘积编码方法,完成了3 兆字节音视频数据DNA信息存储的全流程验证;2021年,研发出全球首套DNA数据存储编码系统;2022年,一则《DNA存储让敦煌壁画保存千年万年》的消息登上了各大媒体重要版面;2023年,团队突破了电能细胞三维自组装人工导电生物膜的设计构建;2024年,创新DNA存储方案破解了医疗数据存储难题;2025年,天津大学合成生物技术全国重点实验室发布了真核多重DNA反转系统……

合成生物学专业2017年开始招收本科生,2021年被评为国家一流专业,2025年被列入教育部“强基计划”。“天津大学这些年合成生物学发展的最大成果其实是培养了人才,为中国乃至世界的合成生物学发展贡献了大量高端人才,积蓄了创造未来的力量。”元英进说。

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