近日，深圳先进院合成生物学研究所（以下简称"合成所"）合成微生物组学研究中心主任戴磊研究员作为“先锋者”代表跻身《麻省理工科技评论》“全球35岁以下科技创新 35人”中国榜单。这也是该年度榜单中来自中科院研究院所的唯一入选者。

戴磊的获奖理由这样写道：“（他的研究）为理解和改造微生物组、抑制微生物的耐药性进化等众多实际应用提供了重要的科学基础，开拓合成微生物组领域，构建定量生物学模型和合成生物学工具平台，为微生物组改造及预测提供关键手段。这些开创性工作具有巨大的商业化前景，或将成为我国在相关医疗、农业领域冲击世界前列的重要砝码。”

跨界“相中”肠道微生物

戴磊并非生物学出身，而是以物理背景，朝着跨界的合成生物学领域“开疆扩土”。

戴磊回忆来到深圳进行了半个月的实地考察。“一是看深圳先进院的研究方向，二是看自己能否胜任这一工作岗位。”他说，深圳年轻人很多，具有朝气蓬勃的创新活力，而且生活环境也很好，加上合成所前沿交叉的开放平台为年轻人提供了广阔的发展空间，所以他毫不犹豫地留了下来，带领课题组利用合成生物学、生物信息学、高通量实验等技术手段，研究肠道微生物组的生态和进化规律，通过改造微生物组的组成和功能来进行疾病的治疗。

戴磊说，健康人的肠道内寄居着种类众多的微生物群落，统称为肠道菌群。肠道微生物的数量多达10的13次方，种类超过1000种。目前已有研究表明，肠道菌群可以通过微生物本身直接或代谢产物间接与肠道细胞相互作用，影响宿主的免疫、神经、代谢、内分泌等多系统的功能，进而造成各种慢性疾病，比如肠道炎症、自闭症、糖尿病等多种疾病都与肠道菌群的紊乱相关。在加入合成所之初，戴磊就已将肠道微生物作为核心研究方向，既是基于个人兴趣的选择，也是矢志解决重要的人体健康问题。

在肠道微生物组世界中“淘金”

随着合成生物学的兴起，科学设计和构建用于精准治疗炎症性肠病的合成菌群成为可能。肠道微生物的自动化实验技术对于科研与产业发展至关重要，合成生物学界正在合力建立一个庞大的微生物库，通过合成生物的方法进行自动化高通量筛选，犹如为微生物组“淘金”配备了利器。

今年5月30日，国际人类微生物组联盟就倡议发起“国际微生物组大科学计划”，拟对全球100万人的微生物组进行DNA测序，以发展人体健康个性化测量的大数据技术。由深圳市政府投资、深圳先进院牵头筹建的全球首个合成生物大设施可以为大科学计划提供研究体量庞大、内容广泛，机械自动化的研究平台。“肠道微生物的基准线在哪目前还是未知，我们希望通过更多临床数据与实验室技术的结合，能够鉴别出哪些肠道微生物组是‘好的’抑或‘生病的’，进而才能通过合成生物学的方法，把肠道微生物作为药物递送的载体，或者改造设计一个有效的、安全的全新菌群药物”，戴磊作为发起方代表之一解释道。

谈及今年主要开展的工作，戴磊介绍，课题组正在围绕几个不同方向开展研究：一是探究微生物互作的网络关系，与生态模型结合起来，以设计精准调控的方案，指导生态调控和改造；二是针对测序、成像等方面开发新的技术，以更好了解肠道微生物随着时间和空间的变化；三是在动物和植物方面，研究微生物组改变对宿主有什么影响，这些方向上都已取得阶段性成果。“我们也在与脑所针对脑肠轴探讨合作，比如调控大脑后探究肠道菌群是否会发生变化等等，希望未来针对老年痴呆、自闭症等精神疾病研究实现协同。”

做好合成生物学“大文章”

肠道菌群研究已进入爆发式增长时期，国际各大创新企业和投资机构纷纷抢占该领域的创新药赛道。国内越来越多的高校、科研机构和企业也纷纷整合力量，向合成生物学的蓝海迈进。

对于未来，戴磊信心满满：“近十年来，中国合成生物学发展迅速、随着科技投入越来越多，科研条件和产业环境也越来越好，为科研人员创造了良好条件。我们将整合合成生物学、肠道微生物组、自动化实验、动物疾病模型等技术手段，攻关重要肠道微生物的功能强化和肠道菌群的人工构建，利用人工合成菌群对消化系统疾病等重大慢性疾病进行干预和治疗。扎扎实实一步一步来，修炼自身“内功”，用良好、健康、快乐的心态去做研究，相信未来合成生物学科的内涵和定义将由我们自己来界定。

编辑 黄泽霖