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2023年度优胜者

董一名:为全球实验室提供DNA合成原料

  生命,是世界上最复杂的存在。DNA,包含人类和几乎所有其他生物体遗传信息的物质。因此,DNA合成技术也被称为生物学基础使能技术,助力前沿科学领域持续创新。生物产业的发展,使DNA合成的需求日益增加,通过对前沿领域和交叉学科的创新探索,芯宿科技联合创始人、北京大学理论与系统生物学博士董一名说:“我们利用半导体技术,打造分子生物时代的基础设施,进而推动整个生物行业的快速发展。我们的产品会走进全球实验室。”


  把感兴趣的技术难题攻克
  因为一直保持着对生命科学的热爱,董一名选择生物技术专业。她想应用生物技术探索生命的奥秘,攻克严重疾病。后来随着学业的深入,为了以更多视角了解生物产业,她学习了很多其他专业知识,辅修了工商管理学位。
  其实,董一名还是一位资深iGEMer。大二的时候,她参加了合成生物学领域的国际顶级大学生科技赛事——国际基因工程机器大赛(简称iGEM),并获得了金奖。这段经历让董一名下定决心,继续钻研合成生物学这一交叉学科,也激励着她之后在iGEM社群中持续发光发热。
  本科毕业后,董一名以综合成绩专业第一,直博保送到北京大学前沿交叉学科研究院,师从物理学院欧阳颀院士。博士和博士后期间,她的研究方向为基因线路设计、基因编辑工具开发及其应用(细胞工厂和DNA信息存储等领域)。在她眼中,学科的交汇处,可以诞生无限的创新与可能。
  在做科研的同时,董一名也一直活跃在iGEM社群,在十年内完成了多种身份转变,从参赛队员一路成长为指导老师,也获得世界第一、第二、最佳环境奖以及多项单项奖等成绩。在这一过程中,董一名更加注重复合能力的培养,也提高了自身的合作精神和承压能力。
  近几年,董一名研究的合成生物学,在经历了长时间的发展后,逐步从实验室走向生产线,成为比较火热的赛道。合成生物学的蓬勃发展也真正开启了所谓的“造物时代”。凭借专业的敏锐度,董一名看到了生物行业的快速发展需要底层工具的革新,也看到了目前相关技术的空白。在经过深入探讨后,董一名和两位麻省理工归国博士决定联合创业,“趁年轻,拼一拼”,把感兴趣的技术难题攻克,于是芯宿科技就此成立。
  半导体技术打造分子生物时代的基础设施
  合成生物学是继“DNA双螺旋结构的发现”和“人类基因组计划”之后,以工程化的手段设计合成基因组为标志的第三次生物技术革命,在医学、制药、化工、能源、材料、农业和环保等领域均有着广泛的应用前景。
  董一名说,大众或许很难理解芯宿科技做的是什么。可对国内外前沿科学实验室而言,“我们研发的生产平台和芯片设备是科研推进不可或缺的基础设施。”
  芯宿科技作为国内首家开发分子芯片式DNA合成技术的企业,愿景是利用半导体技术打造分子生物时代的基础设施,致力于DNA、RNA、蛋白的高通量合成与检测。目前公司第一款产品放在重点研发新一代的DNA合成技术,董一名说:“硅芯片与微流控技术具有小型化与高集成的特性,能够提供超高通量与超高灵敏度,加速推动长链DNA合成并降低成本,助力AI驱动的生物研发范式转变,满足下游需求,应用于疾病治疗、环境治理、新药物、新材料、新能源等领域。”
  除了传统学科,越来越多生物产业的发展,使得DNA合成的需求也日益增加。董一名以新兴产业——DNA存储为例,这也是目前国际学术界的“兵家必争之地”。DNA作为信息存储介质,其优势在于:一是存储条件简单,在低温情况下数据可以保存数千年;二是DNA存储密度大,占地面积小,每克DNA的数据存储量能够达到215PB,相当于22万个1TB硬盘的数据存储量。DNA存储技术目前的一大痛点就是DNA“写入”,这主要是靠DNA合成技术,业界需要的是高质量、低成本、能够按需合成的DNA技术。
  降低DNA合成成本是推动生物产业发展的“基石”。芯宿科技率先提出“芯片基因工厂”这一概念,将基因合成要素中合成原料、合成设备及合成工艺进行自动化,搭建出具备全合成要素的生产平台,通过稳定、高效、自动化的基因合成智能生产系统,推动了DNA合成成本的降低。团队在低成本自动化长链DNA合成上,利用集成电路在纳米尺度上的控制赋能原位组装,实现长链拼接全链条自动化,使成本随通量下降。
  “科学研究需要解读和重新合成排列生物的基本组成单元——DNA。”董一名说,“简单来说,我们给科学家们提供高质量的、低成本的、可编排的原材料。这就像做衣服需要不同花色的衣料和剪裁方式,我们做的如同提供棉布、丝绸等原料。”
  说起来简单,但是这个领域涉及生物、化学、材料、计算机、机械、半导体、集成电路等十多门学科,招聘就涉及了目前最火热的几个赛道。这样的交叉既是有魅力的,也给开发带来了很多难题,需要逐一攻克。


  挑战让我们得到更大的成长
  成立两年多,芯宿科技已完成了超亿元PreA轮融资,资金将用于加强研发及推动公司高通量DNA合成平台建设,从技术、平台、生产、团队、管线五大维度进一步深耕“半导体+分子芯片”。
  “创业是一个有挑战的事情。无论是融资、企业管理、研发突破还是企业营收,每个地方都会出现难题,但是创业者也会得到很大的成长。”
  科技工作者投身创新创业,作为践行者董一名说,首先就是“硬科技”需要“软着陆”。“Science is science,business is business。”科学是科学,商业是商业。并非所有的创新技术,都能得到市场认可,创业者要多去关注市场的反馈。“软着陆需要我们平衡科技创新与商业化的关系,最终着陆目标就是商业化。”其次,拥抱角色转变。不同的时期,不同角色定位是科技工作者走向产业者的必经之路和蜕变之路。

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