生物科学考研，生物科学考研方向及科目
人们常说“21 世纪是生物的世纪“。近年来，生物技术的快速发展，大大加速了生命科学产业的变革，也给人们的生产、生活带来了巨大的变化，在食品、药品、农业等产业领域也发挥着越来越重要的作用。
在近期刚顺利举办完的“DeepTech 创新周 2022”系列论坛上，生物经济下的“前沿生物技术、合成生物学、分子诊断等”话题的内容分享和交流，都受到了行业极大的关注。通过本次活动，我们也邀请到了顶尖的科学家、商业领袖、学术专家等共同参与，通过本次活动也帮助进一步打通了从科研到产业应用、从实验室到临床的通路。
值得注意地是，长期以来顶尖的卡脖子的生物科学技术虽然大多由众多欧美发达国家垄断，但庆幸地是，众多本土学者和企业在近十年来开始了快速追赶，并有望在未来几十年达到全球领先水平。
合成生物学加速产业转型
合成生物学是生物科学在二十一世纪出现的一个分支学科，也是近年来生物科学领域发展最为迅速的一个学科，为人类生活带来了巨大变革。
食品领域，长期以来人类蛋白质的来源主要是传统养殖业，包括一系列动物以及动物产物。然而，传统养殖业对于环境的破坏巨大，在全球环境污染日益严重的情况下，显然不可持续。
近年来，植物肉、细胞培养肉、发酵蛋白、昆虫蛋白等新型产业在国际上得到了高度青睐。相比于传统养殖业，替代蛋白具有众多优势。以牛奶为例，传统牛奶已有几千年的饮用历史，但由于种族差异，其营养成分存在着巨大的提升空间。而理论上，微生物发酵可以生成媲美母乳的牛奶，显然更符合人体营养需求。
正如中国科学院微生物研究所董志扬博士所说的那样，微生物发酵蛋白的生产可以针对不同的客户，不同人群的需求定制不同的产品。同时，微生物发酵蛋白在土地的占用以及温室气体，如二氧化碳的排放等等方面，具有非常强的优势。
美妆领域，传统化妆品原料大多是从植物或者一些天然物质中提取的，当然也包括一些海洋生物、动物等。近年来，大多数的一线美妆品牌，逐渐开始使用生物工程微生物益生元或者益生菌发酵来生产化妆品原料。
相比于从动植物中提取，生物工程合成的原料纯度更高，一系列的功效更强，同时也优化了水资源、碳排放等环保指标，对于可持续发展至关重要。
以麦角硫因为例，这是一种非常好的具有抗氧化抗衰老作用的物质。既往许多公司会用化学合成的方法来生产麦角硫因，不仅成本高，合成过程中的一系列副产物也会对环境造成严重污染。相比之下，利用真菌发酵生产麦角硫因不仅产率高，对环境也友好。
事实上，国内生物龙头企业华熙生物很早就在布局麦角硫因发酵生产产业链。在华熙生物生物活性物研发管理总监王瑞研看来，合成生物学是绿色制造的根本，也是未来双碳目标下的一个新的生产方式，来支撑地球资源的重塑。
化工领域，大家都知道，肥料是现代农业生产必不可少的原料。然而，很少有人知道，目前化肥的生物利用存在非常严峻的问题。无论是中国还是全球，磷肥的利用率都非常低。
人类耗费大量精力将不可再生的磷矿资源制成肥料放到土壤中去，实际上真正被作物吸收利用的只有 20% 左右。绝大部分的磷与土壤中的金属元素离子结合，重新变成了农作物不能吸收难以溶解的形态。
土壤的微生物尤其是与植物根系相关的微生物，它通过一系列的代谢产物或者它本身作用来帮助作物的根系吸收养分促进它的生长。同时它通过根系分泌物生存，使二者之间形成了一个共生的关系。
显然，要想提高磷的利用率，结合前沿的生物技术，包括合成生物学，对土壤微生物进行改造或合成生物友好可利用的肥料，对于提供农业产量，降低不可再生磷资源消耗，保护环境等至关重要。
据先正达集团中国作物营养 BU 研发总监孙鹰翔表示，目前先正达集团已在山东临沂建立了国际一流标准的集成土壤健康养分高效生物技术研发和产业转化平台，致力于提高元素利用率。
养殖领域，目前传统养殖也对于保障人类的营养需求依旧非常重要，而在传统养殖业中，饲料是最主要的消耗品，可以说饲料的质量和价格基本上决定了普通人餐桌上蛋白质的质量和可及性。
2021 年的 4 月和 10 月，中国农业农村部分别出台了两项重要的法律法规，包括减少玉米豆类使用以及抗菌药物的使用。这两项方案对于饲料行业的冲击是非常重大，毕竟豆类中的氨基酸是传统养殖业中蛋白质的重要来源。
因此，玉米豆类使用的减少，必将增加养殖饲料中赖氨酸、蛋氨酸、色氨酸等一系列氨基酸含量，从而导致传统饲料生产的成本显著提升。因此，改进生产工艺，降本增效势在必行。
作为氨基酸及其衍生物产品研发、生产、销售的高新技术企业，华恒生物早已搭建了丙氨酸生产发酵工艺，通过持续的研究开发和技术创新，自主研发成功实现了微生物厌氧发酵规模化生产 L-丙氨酸产品，大幅降低能源消耗及产品成本，有效拓展了下游应用领域，促进了产品的规模化应用，同时实现发酵过程二氧化碳零排放。
新型生物检测技术奠定产业基础
上个世纪 90 年代，微流控技术因其精准的样本处理和加速生化反应能力，被广泛应用于生物、化学和医学研究领域。微流控是指在微米尺度空间对流体进行操控的一种技术，该技术可以将化学、生物等实验室的基本功能微缩到一个几平方厘米芯片上，因此又被称为芯片实验室。
近年来，随着传统微流控技术的积累，利用互不相溶的两液相产生分散的微液滴进行实验操作的液滴微流控技术快速发展了起来。通过将微流控技术与液滴技术相结合，液滴微流控技术进一步提高了检测灵敏度和速度，为生物检测及新药研发提供了全新的平台。
液滴微流控技术作为新兴的检测技术，其平台搭建和利用设计一系列复杂的工艺，包括芯片设计、高通量检测、大规模集成等等。因此，目前全球鲜有企业同时具备这些技术。
达普生物是为数不多的专注底层技术研发的企业，在创立之初就选择了一条艰难的道路，从液滴微流控的底层技术出发构建液滴微流控应用平台。
目前，据达普生物创始人许潇楠博士称，达普生物已成功解决了芯片的设计和生产问题，拥有自主的微流控芯片生产线，包括原型设计、开模、复制成型、后期处理以及质控等各个部分。这也是达普生物的核心竞争力，打通了芯片设计的全部流程后，可以更快的进行产品迭代，控制产品成本和质量。
芯宿科技是我国另一家掌握核心技术的企业，长期专注于开发分子芯片驱动生物技术半导体化的公司，通过设计和制造微流控芯片赋能新一代生物技术。芯宿科技联合创始人兼 CTO 吴丹表示，目前，该公司正重点研发新一代的 DNA 合成技术，降低长链 DNA 合成的成本，满足日益增长的市场需求，同时，开发灵敏度更高的单分子检测系统，满足科研与临床研究中对基因、蛋白的测序需求。
生物医药创新带来药物研发变革
近年来，生物医药的研发为全球人类健康做出了重要贡献。包括疫苗、靶向药物、免疫药物在内的一系列新型生物制剂，显著改善了众多患者，尤其是此前无药可用患者的生存，为人类疾病治疗和预防提供了新的策略。
目前，全球生物医药的研发主要集中在细胞疗法、RNA 疗法和免疫治疗等方向。国内众多生物医药企业在这些领域也取得了突破性进展。
在细胞治疗领域，我们都知道，红细胞就像高速公路上的汽车一样，不断地穿行于全身的各处血管之中，为我们的细胞输送氧气。实际上，红细胞除了可以用来输送氧气之外，它应该还可以用来输送药用的蛋白质和药用的小分子。
也就是说，红细胞可以作为一个药物载体用于疾病治疗。由于红细胞只存在血管，脾脏和肝脏等部位不会到处乱跑，同时红细胞没有细胞核也不分裂，无法产生致癌反应，因此利用红细胞搭载药物进行治疗的安全是毋庸置疑的。
据科镁信生物科技科学顾问史家海表示，目前科镁信已成功开发出了下一代红细胞改造技术，可以将众多的蛋白质分子结合在红细胞表面输送进入人体内治疗疾病。且相关疗法已在肿瘤治疗和自身免疫疾病调节方面取得了突破。
同样地，免疫治疗是人类攻克肿瘤的一个非常有希望的手段，是目前肿瘤治疗最主要的手段之一。免疫治疗具有非常广泛的实用性、天然的记忆效应以及相对良好的安全性，为广大癌症患者带来了新的希望。
然而，由于肿瘤的复杂性，大多数肿瘤患者对于免疫治疗是无效的，同时即使有效，许多患者在治疗后也会面临疾病复发的风险。因此，进一步开发新的免疫疗法，有效解决免疫治疗耐药问题非常有必要。
随着人们对肿瘤生物学研究的深入，越来越多的学者发现，从某种程度上来说，虽然都是肿瘤，但所有癌症患者，哪怕是相同类型的癌症，实际上都不属于同一种疾病。因为，每个肿瘤患者都有自己独特的基因突变特征。
因此，结合每个患者的肿瘤特点，定制个性化免疫治疗药物，或许取得可以更好的疗效。立康生命是我国为数不多的，坚持自主研发，拥有自主知识产权，开发以肿瘤新生抗原（Neoantigen）为靶标的个性化肿瘤疫苗和T细胞药物的创新型企业。
立康生命董事长兼总经理陈立表示，目前立康生命拥有包括 DC 细胞疗法、TCR-T 疗法、ACT 疗法在内的一系列管线，且部分产品已进入临床阶段，未来有望引领癌症治疗进入真正的个性化肿瘤免疫治疗新时代。
最后，RNA 药物领域近年来的发展也十分迅速。尤其是新冠疫情的爆发，RNA 疫苗的成功，让更多企业开始关注RNA药物研发。相比于传统药物，RNA 药物理论在靶点可及性、免疫原性、组织透过性、药物代谢、生产质控和成本等方面都有一定优势。
例如，传统治疗疗效欠佳的肿瘤，外源性RNA肿瘤疫苗能够引发机体的固有免疫和获得性免疫反应。通过促进炎症细胞因子及干扰素的释放，激活NK、巨噬细胞、效应T细胞，将没有免疫细胞浸润的”冷肿瘤”变为“热肿瘤”，改善免疫系统对癌细胞的杀伤作用。
然而，在 RNA 药物研发的过程中，药物递送问题一直难以解决。深信生物是我国知名的新型疫苗及药物研发企业，拥有国际上领先的自主知识产权 LNP 递送技术平台，是全球范围内少数掌握核心脂质体底层设计技术的公司之一。
总的来说，21 世纪以来，生物科学技术的快速发展给人类的生活带来了巨大影响，同时，生物技术的进步也惠及了人们生活的各个方面。值得高兴的是，随着我国社会经济的快速发展，有越来越多的中国学者和本土创新企业，在生物技术上也取得了越来越多突破，同时在世界上也占有一席之地，引领着全球技术和产业的革新。
生物科学考研(生物科学考研方向及科目)
