自 1999 年起,《麻省理工科技评论》每年在全球范围内从生物医药技术、能源材料、人工智能、量子计算和通信、智能制造等多个前沿学科和科技领域中遴选出 35 岁以下对未来科技发展产生深远影响的远见者、先锋者、发明家、人文关怀者或者创业家。 

“35 岁以下科技创新 35 人”(35 Innovators Under 35,以下简称 TR35)堪称科技领域全球极具影响力的青年人才评价体系之一,在产业界和学术界获得了广泛认同。 

为了更好的将“创新城”与“青年人”更好的融合和碰撞,杭州未来科技城将联合《麻省理工科技评论》中国于 2022 年 11 月 14 日-15 日在杭州未来科技城举办第二届「2022世界科技青年论坛暨《麻省理工科技评论》“35 岁以下科技创新 35 人”全球-亚太区发布仪式」。本届峰会,我们将以「看见未来」作为主题,邀请 2022 年 TR35 全球及亚太入选者,以及往届 TR35 China 的入选者们,一起在杭州未来科技城,分享成果转化最为生动的经验,展望活力青年引领的未来。

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以下为  上海交大和芯宿科技 赵昕 在2022 世界科技青年论坛暨《麻省理工科技评论》“35 岁以下科技创新 35 人”全球-亚太区发布仪式的精彩演讲,由云现场整理。

大家好,我是赵昕,来自于上海交大和芯宿科技,今天非常高兴有机会和大家分享我们在下一代最新一代基因合成技术方面的一些工作。

大家都知道基因是整个遗传信息的载体,在过去20年间,基因测序技术飞速的发展,也就是读取基因技术飞速的发展,整体造成了基因测序技术成本指数级的下降,甚至比摩尔定律还要快。今天它也促进了很多基于基因测序技术的应用拓展到消费,甚至是消费领域。

那么作为基因测序技术,或者是读取对称的技术,基因的合成的发展相对来说比较滞后,一个非常突出的表现就是基因合成的成本现在在基因测序成本五个数量级以上。

像人一样,如果人的读和写的能力是有非常大不对称性的话,会出现一些问题。在基因层面上,读和写的不对称,也对于生物的研发造成了非常大的瓶颈。

我们知道在当今,比如说以合成生物或者生物药的研发举例,这整个研发的流程大致上可以分为Design、Build、Test  Learning、Cycle。那么伴随算力,以及算法的爆炸式的发展,我们现在在设计和学习这两个层面上通量非常高,成本非常低。伴随很多超高通量测试的手段,比如说测序成本现在也是越来越低。

在这整个过程中,大家会发现合成作为循环中最薄弱的一环,它的瓶颈相对来说是生物研发中最薄弱的一个瓶颈的环节。原因主要是因为传统的基因合成是基于塑料的这种96孔板体系,在这个体系中化学反应发生在毫米级别的塑料体系中。我们是使用SMOS芯片,就是大家在手机或电脑中经常使用的这种集成电路为基础的技术,可以使得这个反应的体系从毫米量级拓展为微米量级。大家经常听说的14纳米、28纳米,卡脖子这个技术,我们在SMOS芯片上可以控制到反应体系的精度已经达到了微米,甚至纳米尺度。所以利用这种技术,我们可以使基因合成的通量和成本有跨量级以上的提升。

我们这个团队也组建了一个交叉学科团队,现在已经完成了基因合成芯片的中试,现在正在往量产芯片测试的方向发展,利用半导体技术,我们也希望开发下一代基因合成技术,赋能合成生物等关键领域。

谢谢大家!