【奋进者】

◎本报记者 何星辉

    “明早我去实验室看结果。如果实验结果不理想，我们再讨论修改方案。”晚上10点，华南理工大学生物科学与工程学院教授叶健文给学生发完微信，结束了一天的工作。

    “实验按周排期，本周应该把菌株‘养’好。不过，辛苦设计出来的菌株，表现不及预期也是常有的事。做科研得有颗平常心。”叶健文对科技日报记者说。

    在夜色中，叶健文向记者回顾了近年来在合成生物学领域的工作。他围绕微生物细胞工厂设计和下游工业应用，不断发掘嗜盐单胞菌、大肠杆菌等微生物的潜力。“目前，我做的工作是用低成本菌株‘养’出绿色材料，并推动相关技术实现工业化。”叶健文说。

    日前，叶健文获得广东省科技成果转化促进会科学技术奖。

    培育细菌中的“藏獒”

    石油基塑料是以不可再生的石油为原料，具有耐用、防水、成本低等特性，应用范围十分广泛。不过，这种塑料在自然环境下经过数百年都可能不被分解。而生物塑料不以石油为原料，可降解，但生产成本较高。

    叶健文介绍，国外科研团队利用海藻水解产物生成了一种名为聚羟基脂肪酸酯（PHA）的聚合物。用这种聚合物制成的生物塑料制品，其产生的垃圾废物不仅没有毒性，还可以变成营养物质被微生物分解利用，并回馈到自然环境中。

    “聚羟基脂肪酸酯虽然优点突出，但成本较高，难以大范围普及。我们团队想找到一种既有‘天赋’又具性价比的微生物，用它来生产聚羟基脂肪酸酯，把成本‘打’下来。”叶健文说。

    叶健文团队将目光投向嗜盐单胞菌。“嗜盐单胞菌被称为细菌中的‘藏獒’，可以在极端恶劣的环境中生存并快速生长，且不容易被其他微生物污染。”叶健文说，他希望，经基因改造和发酵优化的嗜盐单胞菌，能够助力破解聚羟基脂肪酸酯成本难题。

    想法美好，现实却很“骨感”。

    “嗜盐单胞菌的基因改造，此前一直不被学界看好，可供参考的文献非常有限。”叶健文介绍，在经历多次失败后，他无意中从挂在实验室墙上的代谢通路“地图”获得启示，用新方法对嗜盐单胞菌进行了基因改造。

    然而，进入中试阶段后，难题又接踵而至。在此期间，为了解决技术难题，叶健文创下了连续70多个小时不眠不休的纪录。

    “有时，我们在实验室已经培养出可以用于生产的工程菌，但当把它拿到中试车间，品质会下降很多。我们就需要重新调整，导致产业化进程被拖慢。”叶健文说。

    打通“最后一公里”

    叶健文回忆，有时绊住他们的只是一个小问题，但解决起来却非常不易。

    “我们团队在设计大生产发酵罐时，苦于不知道该把它设计成什么形态。”叶健文说，“细菌在里面怎么活动、内部溶液是否受热均匀……这些问题我们在设计时都要想到。”

    像这样的问题，叶健文已经记不清团队遇到过多少。“遇到一个就解决一个，办法总比困难多。我们团队上下都是乐天派。”他说。

    遇到的问题多了，叶健文就开始总结。他和团队成员把解决思路和相关数据整理出来，建立起一套理论计算模型。

    “有了这个模型，基因改造和发酵优化的效率会大幅提升。”叶健文说。

    2023年，叶健文联合多家单位完成了聚羟基脂肪酸酯连续高密度发酵生产以及分离纯化。这项利用嗜盐单胞菌发酵生产聚羟基脂肪酸酯的技术，相较目前国内外传统技术，可将聚羟基脂肪酸酯生产成本降低至少35%。

    接下来，叶健文和团队要让成果实现工业化。

    从实验室研发到工业化量产，这中间存在一段空白地带。要想顺利完成过渡，需要反复验证和大量资金投入。这段空白地带被形象地称为科技成果转化的“死亡谷”。

    “实验室提供的是理想条件。到了量产阶段，我们要面对更复杂的情况，要考虑空气质量对微生物生长的影响、人工操作与工艺适配、工厂设备水平等。”叶健文说。

    想要成功跨越“死亡谷”，必须打通上游技术到下游产业化的“最后一公里”。

    “怎么打通‘最后一公里’？在我看来，非常核心的问题是保证产品的稳定性。比如，当菌株被从实验室转移到工厂，要保持它的代谢活动水平不发生变化。”叶健文说。

    目前，叶健文依旧在努力推动这项成果走向工业化，相关产品有望于2025年问世。

    和学生没有距离感

    2013年，叶健文从华南理工大学本科毕业后，被保送至清华大学攻读博士学位，师从清华大学合成与系统生物学中心主任、教授陈国强。

    读博期间，叶健文的研究工作主要围绕极端微生物代谢改造、发酵优化、生物过程设计与放大，同时参与解决了生物制造领域的诸多难题。

    2021年，叶健文入职华南理工大学。谈及在高校任职的原因，叶健文说，主要是看中生物制造行业的发展潜力，希望为行业培养更多科研人才。

    “生物制造是培育新质生产力的重要手段之一。我国把生物制造列为重点发展的战略性新兴产业、未来产业的重要内容。产业发展离不开人才支撑，高校是科研人才培养的主力。我愿意贡献自己的一份力量。”叶健文说。

    作为一名“90后”导师，叶健文说自己最大的优势是“和学生没有距离感”。

    “我和他们的年龄差距不大，学生的迷茫和焦虑，我都经历过，很理解他们。我愿意多听听他们的想法，根据每个人的特点，为其规划科研成长路径，给他们更具针对性的建议。”叶健文说。

    汪驰是叶健文带的第一个学生。他说，选择叶老师，就是看中了他年轻。

    “叶老师研究方向具有前瞻性，平时非常关注国际科研动态。他有一股拼劲，我们每天从早上8点半学习到晚上10点半，一周最多休一天。只要我们在，他就在。”汪驰说。

    叶健文要求学生除了做好科研，还要坚持锻炼身体。“科研工作再忙，也一定得去运动，每周至少要抽出2天到3天去健身房打个卡。”叶健文说。

    爬山是叶健文为数不多的爱好。“科技成果转化是一座我们要爬很久的‘山’。我希望学生们不畏艰险，勇攀高峰。”他说。