人類細胞譜系大科學(xué)研究設(shè)施在廣州國際生物島正式啟動建設(shè)。南方日報記者 許舒智 攝
3月25日，由中國科學(xué)院廣州生物醫(yī)藥與健康研究院（下稱“廣州健康院”）牽頭建設(shè)的國家“十四五”重大科技基礎(chǔ)設(shè)施——人類細胞譜系大科學(xué)研究設(shè)施（下稱“細胞譜系設(shè)施”）在廣州國際生物島啟動建設(shè)。
細胞譜系設(shè)施項目規(guī)劃建設(shè)周期4.5年，總建筑面積超5萬平方米，將繪制人體中全生命周期的細胞時空演化圖譜，打造數(shù)字細胞AI大模型，構(gòu)建數(shù)字生理人，創(chuàng)新生物醫(yī)療檢測新范式，開辟生物醫(yī)藥研發(fā)新賽道，在試劑、儀器、軟件和數(shù)據(jù)等方面產(chǎn)出一批創(chuàng)新性科技成果和產(chǎn)品。
這是粵港澳大灣區(qū)首個生命科學(xué)領(lǐng)域的國家級大科學(xué)裝置，也是繼“冷泉生態(tài)系統(tǒng)研究裝置”全面啟動、“夢想”號大洋鉆探船實現(xiàn)萬米深海突破、嫦娥六號月壤揭示月球演化奧秘后，廣州在科技創(chuàng)新領(lǐng)域的又一里程碑事件。
從人類細胞圖譜到深海冷泉，從國際大科學(xué)計劃到顛覆性技術(shù)集群，廣州持續(xù)構(gòu)建“2＋2＋N”科技創(chuàng)新平臺體系，涵蓋各類平臺50余家，形成了一支推動新質(zhì)生產(chǎn)力發(fā)展的“科技王牌軍”，不斷凸顯國家重要中心城市的“國之擔(dān)當(dāng)”。
南方日報記者 李鵬程
通訊員 穗科宣
解碼細胞譜系
繪制單細胞精度生命導(dǎo)航圖
細胞是生命的基本單元，人體由約40萬億細胞組成，這些細胞從一個受精卵開始，所歷經(jīng)增殖、分化直至衰老的全生命周期動態(tài)演化過程，就是“細胞譜系”。解析細胞譜系，被譽為揭示生命發(fā)育與演變奧秘、操縱生命活動的“鑰匙”，也是細胞命運轉(zhuǎn)變的高精度“導(dǎo)航圖”。
細胞譜系設(shè)施集成了樣本?；畲鎯?、超微成像等前沿技術(shù)，可追溯單細胞從誕生到衰亡的演化路徑，創(chuàng)建出涵蓋發(fā)育、疾病、衰老三大維度的數(shù)字化細胞譜系，為疾病預(yù)測、藥物篩選提供高精度導(dǎo)航。
“這就像為生命編寫一部詳盡的‘細胞家譜’，讓科學(xué)家乃至公眾能夠清晰追蹤每個細胞的‘前世今生’。”廣州健康院副院長（主持工作）、細胞譜系設(shè)施總指揮孫飛研究員表示。
當(dāng)前，全球創(chuàng)新藥研發(fā)平均耗時10年、耗資26億美元，但臨床成功率不足10%，其根本原因之一在于藥物研發(fā)過程是在動物模型中進行的，不能模擬人類生命系統(tǒng)反應(yīng)。細胞譜系設(shè)施將構(gòu)建高精度單細胞級別的數(shù)字生理人大模型，通過回溯、模擬、預(yù)測疾病細胞譜系演化，不僅可以精準定位病變驅(qū)動關(guān)鍵靶點，還可以在數(shù)字人體測毒試藥，有望突破藥物研發(fā)的“死亡之谷”。
“未來，細胞譜系設(shè)施有望可以用患者細胞信息打造一個‘?dāng)?shù)字患者’，預(yù)演不同治療手段在數(shù)字患者體內(nèi)治療效果，實現(xiàn)治療手段的‘量體裁衣’。”廣州健康院研究員、細胞譜系設(shè)施副總指揮兼總工藝師陳捷凱表示，設(shè)施將強化AI與數(shù)據(jù)資源整合，打造創(chuàng)新模型，并與龍頭企業(yè)開展深度合作，加速科研成果向臨床應(yīng)用轉(zhuǎn)化。
作為細胞譜系設(shè)施首席科學(xué)家，“共和國勛章”獲得者、中國工程院院士鐘南山指出，該設(shè)施有望“產(chǎn)出引領(lǐng)世界的原創(chuàng)成果，培養(yǎng)一群頂尖人才，孵化一批創(chuàng)新企業(yè)，成為護佑人民健康的‘國之盾牌’”。
與廣州實驗室等重大平臺形成“百米創(chuàng)新生態(tài)圈”，細胞譜系設(shè)施選址廣州國際生物島具有深意——廣州實驗室也將參與聯(lián)合建設(shè)，可實現(xiàn)基礎(chǔ)研究、臨床轉(zhuǎn)化與產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的深度協(xié)同。該設(shè)施的落地正加速廣州以生物島為核心的“一核兩極多園”生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)布局成形，聯(lián)動全市6800多家相關(guān)企業(yè),加快打造3000億級產(chǎn)業(yè)集群。
進軍科技前沿
廣州兩大科學(xué)裝置接連開建
細胞譜系設(shè)施是人類探索生命幽微的“先鋒隊”。在向前沿科技進軍的道路上，細胞譜系設(shè)施卻并非“孤軍深入”。
不到一個月前——2月28日，國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施“冷泉生態(tài)系統(tǒng)研究裝置”（下稱“冷泉裝置”）同樣在廣州啟動建設(shè)，中國人逐夢星辰大海的豪情壯志因此變得更加具象化。
以細胞譜系設(shè)施、冷泉裝置為代表的國家大科學(xué)裝置登上新聞頭條，便引來關(guān)注無數(shù)，是源于其背后的戰(zhàn)略意義。
大科學(xué)裝置是指通過大規(guī)模投入和工程建設(shè)，用于基礎(chǔ)科學(xué)前沿研究及多學(xué)科交叉探索的大型科研設(shè)施，是基礎(chǔ)研究實現(xiàn)從“0”到“1”突破的不可替代的重要平臺，反映了一個國家的綜合實力。
廣州打造具有全球影響力的科技創(chuàng)新高地，自然不能錯過以大科學(xué)裝置為代表的國家戰(zhàn)略科技力量——
細胞譜系設(shè)施已納入粵港澳大灣區(qū)綜合性科學(xué)中心建設(shè)體系，未來將植根廣州國際生物島，賦能大灣區(qū)，鏈動全世界；冷泉裝置的建成不僅會促進冷泉科技研發(fā)領(lǐng)域的國際合作，也將使廣州在全球海洋科學(xué)與工程創(chuàng)新中心的構(gòu)建中占據(jù)重要地位，搶占全球深海戰(zhàn)略制高點。
近年來，聚焦國家戰(zhàn)略需求，廣州構(gòu)建形成了“2＋2＋N”科技創(chuàng)新平臺體系，以兩大國家級最高科研力量為引領(lǐng)，以2個國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施為骨干，以國際大科學(xué)計劃、國家新型顯示技術(shù)創(chuàng)新中心、2家國家新興產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心、2家國家制造業(yè)創(chuàng)新中心、17家全國重點實驗室、4家省實驗室、10多家高水平創(chuàng)新研究院為基礎(chǔ)，涵蓋各類平臺50余家。
其中，廣州實驗室成立三年多來，研發(fā)上市了7款藥物疫苗，以及首臺國產(chǎn)商業(yè)場發(fā)射透射電子顯微鏡TH-F120，全球首個通用大型生成式醫(yī)學(xué)影像模型MINIM等；“人體蛋白質(zhì)組導(dǎo)航”國際大科學(xué)計劃培育項目結(jié)題驗收，解讀基因組學(xué)這部“天書”的“密鑰”正在廣州鍛造。
廣州的戰(zhàn)略科技布局，本質(zhì)上是將國家需求、產(chǎn)業(yè)痛點與城市能級提升深度融合。廣州以“2+2+N”科技創(chuàng)新平臺體系為核心，構(gòu)建覆蓋基礎(chǔ)研究、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化、全球合作的創(chuàng)新生態(tài)。
走好強市路徑
用活科創(chuàng)資源，建強科創(chuàng)產(chǎn)業(yè)
除了新近啟動建設(shè)的兩大科學(xué)裝置外，近期，廣州還有多項科技成果被寫入國家戰(zhàn)略布局。
2024年11月，我國首艘自主研制的大洋鉆探船“夢想”號在廣州南沙正式入列，成功實現(xiàn)11000米深海鉆探，可滿足大洋鉆探取心和深海大洋礦產(chǎn)資源勘探開發(fā)等不同作業(yè)需求，標志著我國深海探測關(guān)鍵技術(shù)裝備取得重大突破；
2024年11月，廣州地化所的研究團隊在月壤研究上取得重大進展，首次揭示月球背面同樣存在著年輕的巖漿活動，為揭示月球二分性、完善全月演化框架提供了關(guān)鍵科學(xué)證據(jù)，入選中國十大科技進展……
“廣州將持續(xù)深化科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新融合，將推進產(chǎn)業(yè)科技創(chuàng)新、發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力作為戰(zhàn)略之舉、長遠之策?！睆V州市科技局局長謝明表示，聚焦國際科技創(chuàng)新中心重要承載地核心功能，廣州將用好用活雄厚的“科創(chuàng)資源”，建好建強面向未來的“科創(chuàng)產(chǎn)業(yè)”，走好從科技強、企業(yè)強、產(chǎn)業(yè)強到城市強的科技創(chuàng)新強市路徑。
在科技戰(zhàn)略方面，廣州將進一步完善廣州實驗室等戰(zhàn)略科技力量的服務(wù)保障，分層分類優(yōu)化科技創(chuàng)新平臺支持體系，爭取推動一批前沿技術(shù)和顛覆性技術(shù)創(chuàng)新突破。
在產(chǎn)業(yè)升級方面，布局由前沿科技創(chuàng)新驅(qū)動的智能無人系統(tǒng)、具身智能、細胞與基因、未來網(wǎng)絡(luò)與量子科技、前沿新材料、深海深空等未來產(chǎn)業(yè)，挖掘一批未來產(chǎn)業(yè)項目，開發(fā)一批未來產(chǎn)業(yè)應(yīng)用場景，布局一批未來產(chǎn)業(yè)特色園區(qū)，培育一批具有核心競爭力的未來產(chǎn)業(yè)新星企業(yè)。
從萬米深海到數(shù)字生理人，從月壤解密到低空經(jīng)濟，廣州正以國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施為支點，書寫“大國重器”的灣區(qū)篇章。今日之廣州，不僅是千年商都，更是國家戰(zhàn)略科技力量的灣區(qū)樞紐，以硬核創(chuàng)新賦能中國式現(xiàn)代化新征程。
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