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闫建斌:攻克“紫杉醇生物合成”世界级难题 厉侃:攻坚微飞行器“卡脖子”难题
专题报道
新清华

2025年10月17日

2378

本期8

文章28

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闫建斌:攻克“紫杉醇生物合成”世界级难题

新清华 2025年10月17日 第2378期 专题报道

●记者 刘帆

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从红豆杉植株中提取的天然产物紫杉醇,广泛用于多种癌症的治疗。有人称“攻克紫杉醇即登顶生物合成领域的珠穆朗玛峰”。2024年,清华大学生命学院(原生物系)2006级博士校友、中国农业科学院深圳农业基因组研究所研究员闫建斌带领团队,终于攻克了“紫杉醇生物合成”的世界级难题。

这一里程碑式的成果不仅登上了国际顶刊《科学》,入选了“2024年度中国生命科学十大进展”,更让中国在全球抗癌药研发赛道上,实现了从追赶到领跑的跨越。


做正确的向善之事,不怕难

“选择研究方向,要瞄准重大科学价值和意义”“做正确的向善之事,不怕难”——这是2006年闫建斌在清华读博时,导师谢道昕院士对他的教诲。作为谢道昕在清华的第一位博士生,闫建斌始终不敢有丝毫懈怠:“要敢于挑战高难度任务,学会主动‘跳火坑’,即便最终未能取得预期成果。”

在攻读博士学位期间,从研究茉莉素的识别信号转导到探索紫杉醇的合成通路,闫建斌选择了这条极艰难的路。天然紫杉醇仅能从珍稀濒危的红豆杉中提取,且含量极低。一位卵巢癌患者一个治疗周期所需的紫杉醇,需从30~50棵20年树龄的红豆杉中提取,导致其价格一度比黄金还贵。因此,不依赖红豆杉资源、直接实现紫杉醇的生物合成,成为国际科学界半个世纪以来未能攻克的世界级难题。

为获取方案,闫建斌连续数月泡在实验室;为验证数据,反复推翻重来上百次。那些堆起来赶超身高的实验记录本,见证了他的努力与执着。

“科研不仅仅是大量工作的堆砌,更需要有较高的学术品位和敏锐的洞察力。”毕业前夕,闫建斌注意到麻省理工学院已实现紫杉醇前两步的生物合成,便赴美开展博士后研究。2013年,他毅然从麻省理工学院回国,组建实验室,继续投身紫杉醇研究。面对合作导师“若回国后五六年无重要成果,后面的发展可能困难”的提醒,他坚定回应:“无论这项研究有多难,总要有人去突破”“要发出‘中国人的声音’”。


登顶,攻克世界难题

紫杉醇合成之路荆棘满布。成百上千个候选基因、错综复杂的代谢路径、庞大的红豆杉基因组……自紫杉醇发现以来的半个世纪,生物合成途径迟迟未能完整解析,核心原因在于缺乏一张“蓝图”——红豆杉完整的基因组序列。

为绘制这张“蓝图”,闫建斌团队深入西藏海拔四千米的原始森林,历经暴雨与泥石流,在我国东北、缅甸边境等地采集样本。2021年,团队成功绘制国际首张南方红豆杉基因组图谱。这张图谱犹如指引紫杉醇合成的“神秘地图”,而闫建斌要寻找的正是开启宝库的“钥匙”——缺失的酶。

团队对数万个基因进行细致筛选、验证、分析……他们处理了近两吨的植物材料,进行了无数次的分离与纯化,犹如大海里捞针,最终从58个关键候选基因中,发现了一个关键的蛋白酶。

2024年1月,闫建斌团队在全球首次实现紫杉醇前体的异源合成。这标志着在全球生物制造层面,中国已建立自主原创技术,在抗癌药物领域赢得了话语权。


“中国智造”紫杉醇,全球新希望

“这项成果不是终点,而是中国合成生物的起点。”闫建斌要将实验室成果打造成“抗癌药的中国名片”。通过创新生物合成技术,紫杉醇生产成本预计降至传统方法的十分之一,打破国际垄断,使“救命药”不再遥不可及。

目前,团队研究成果已获多项专利,为我国紫杉醇绿色制造产业化奠定基础。团队还将结合AI、植物平行反应器等技术,实现紫杉醇的高效、精准产业化构建。该技术还有望拓展至其他珍稀药物合成,助力中国抢占合成生物学制高点。

闫建斌秉承清华大学自强不息、厚德载物的校训,持续攀登人类健康事业的新高峰,让中国智慧为全球抗癌事业注入新希望。

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