“生命铸造厂”长啥样?记者实地探访光明科学城重大科技基础设施
读创/深圳商报首席记者 陈小慧
2023-04-27 16:08

在深圳脑解析与脑模拟重大科技基础设施负一楼,一个“强壮”的机械臂正在把使用过的动物笼具精准夹住,并迅速抬起、翻转,将笼具放置于清洗台,敏捷地完成了笼具的擦拭、清洗、消毒等步骤,为相关平台和团队进驻做好最后冲刺。

4月27日—28日,光明科学城论坛·2023将开幕。本次论坛将举行重大科技基础设施入驻等仪式活动。近日,记者实地探访了位于光明科学城的深圳合成生物研究重大科技基础设施(以下简称“合成生物大设施”)、深圳脑解析与脑模拟重大科技基础设施(以下简称“脑设施”),揭秘“生命工厂”和“脑宇宙解码器”背后的创新密码。

合成生物大设施:

自动化“车间”组成“生命铸造厂”

人类工业文明走到今天,工厂车间标准化的流水线生产已经成熟运用。如今,生命体也可以按照工厂流水线的方式被生产。

在合成生物大设施4楼一个自动化功能岛区,11台独立的“玻璃间”里,机械臂正熟练地把多个生物试剂和样品放进微孔板,实现高通量操作。据深圳合成生物研究重大科技基础设施总工艺师司同介绍,这里的每一个“玻璃间”,就是一个功能岛区。

“4楼是合成酵母产线,我们把这条产线分为11个工序,每一个工序就是一个功能岛,就像‘生产车间’一般,每个功能岛集合起来就是一条生产线。”司同告诉记者。“合成只是其中一步,它前面还有设计,后面还有测试,加起来可能会有30多个工序,大约有4条生产线。”司同表示,这样一座“生物铸造工厂”,可以将繁琐的实验从纯手工转为自动化,低通量转为高通量,随性化转为标准化,极大缩短实验周期,提高实验效率。

合成生物大设施4楼自动化功能岛区。

除了自动化,信息化也是这里的一大特色。司同告诉记者,每一条产线之间是通过AGV机器人实现样品的对接和传输的。“机器人可以在不同楼层之间穿梭,并且我们把每一个样品从设计到最后运行的数据,都采集到云端实验室,方便科研人员知道样品的进度和所在的位置,将来可以做到数字孪生级的数据采集和应用。”

AGV机器人。

据了解,合成生物大设施由中国科学院深圳先进技术研究院(以下简称“深圳先进院”)为建设牵头单位。大设施将打造一个用户的“云端实验室”和运营者的“智能实验室”二位一体的合成生物研究平台,重点建设设计学习平台、合成测试平台、用户检测平台。记者从采访中获悉,首批进驻大设施的是以合成测试平台和用户检测平台为主的建设与运营专业技术团队。

“合成生物学的研究方式是重新改造跟创造,它实际上是工程化的思维方式。”深圳先进院副院长、深圳合成生物学创新研究院院长刘陈立在接受记者采访时透露,目前大设施正在做进驻调试,还有一批设备正在采购,接下来投入使用后或将促进合成生物学实现“量级”和“几何式”的发展。

脑设施:

解码“脑宇宙”,实现脑科学研究跨越式发展

人类的大脑拥有近1000亿个神经元和100万亿个连接,是人体最复杂的器官。大脑究竟藏着人类起源的哪些奥秘?老年人的认知功能衰退如何提前进行干预?位于光明科学城核心启动区的脑设施,将直面这些世界科技前沿问题率先“作答”,解码神秘的“脑宇宙”。

走进光明脑科学技术产业创新中心,墙上挂着各类脑图谱绘制图像。“这是我们院团队在世界上首次实现对猕猴大脑的微米级分辨率三维解析,仅在100小时内就完成了,以往这样的图谱绘制需要四五年时间。”深圳先进院脑认知与脑疾病研究所副研究员徐放表示。而在不远处的脑设施,自动化笼具清洗工具、超高场动物磁共振等“整装待发”,有条不紊地进行调试,准备“迎接”小动物、大动物的进驻。

动物笼具。

“到时候可以把动物都送到这里来扫描。”脑设施负责动物磁共振的一名工作人员告诉记者,他所在的扫描间所用的仪器,是我国首台超高场动物磁共振uMR9.4T,该系统可在无辐射条件下提供良好的空间分辨率和组织对比度,能够在无创条件下对生物个体,如小鼠、大鼠、豚鼠、兔、绒猴等进行高精度的成像。

记者从现场了解到,整个脑设施总共有14层,包括透射电镜及神经成像平台、大脑细胞图谱平台、非人灵长类动物饲养繁育区、非人灵长类动物脑功能解析平台等等。“整个脑设施有很大一部分空间留给动物,这里面动物的安全是第一位的,我们也将对动物进行分批次进驻。”深圳先进院脑认知与脑疾病研究所所长、深港脑科学创新研究院院长王立平告诉记者。记者在采访中获悉,脑设施首批进驻的是以非人灵长类动物平台、啮齿类动物平台和影像平台为主的专业技术团队。

据悉,脑设施分为三个模块开展建设,包括脑解析、脑编辑和脑模拟模块。三个模块分别包括数个实验平台,在实现各自模块核心功能的同时,模块之间实现功能相互支撑与密切合作,发展出单独模块所不具备的多模式动物同一时空精确解析模拟能力,实现脑科学研究、脑疾病诊疗手段以及药物开发的跨越式发展。

(原标题《“生命铸造厂”长啥样?记者实地探访光明科学城重大科技基础设施》)

编辑 秦涵 审读 吴剑林 二审 张玉洁 三审 刘一平

(作者:读创/深圳商报首席记者 陈小慧)
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