曾安平:不惧颠覆谱科研新篇
作者: 西湖大学公共事务部1978年,江西吉安的一个偏远村庄里,一位没有完整小学教育背景的年轻人,以全县屈指可数的成绩考入江西工学院(现南昌大学)。这位年轻人名叫曾安平,他的人生轨迹从一开始便充满传奇色彩。中学时期的“半工半读”经历,赋予他超乎常人的坚韧与自学能力;大学期间主修无机化学工程的同时,他辅修了英语、日语和俄语,展现出惊人的语言天赋。

曾安平,德国汉堡工业大学终身教授、生物系统工程研究所所长,德国工程院第一位留德华人院士,2022年选择全职加入西湖大学,任西湖大学合成生物学及生物工程讲席教授、合成生物学与生物智造中心创始主任
跨界求索:从化工学子到生物技术先驱的蜕变
命运的第一次重大转折发生在1982年。彼时,曾安平以专业第一的成绩考入北京石油化工研究院,师从中国石油化工先驱林正仙先生。林正仙早年留美,曾任职于麻省理工学院,其国际视野深刻影响了曾安平。正当曾安平计划赴美深造时,导师的一句建议彻底颠覆了他的人生轨迹:“趁年轻,改学生物技术,去德国进修。”
这一建议如同巨石投入平静的湖面。面对完全陌生的领域和零基础的德语,曾安平经历了短暂的不安,但最终选择接受挑战。在同济大学留德预备部完成一年的高强度德语学习后,他顺利通过德国大学入学考试,进入布朗瑞克工业大学攻读生物化工博士学位。
在德国,曾安平的科研生涯迎来了第二次颠覆。导师布置的课题是微生物发酵产品的分离提取,而他对此毫无兴趣。凭借骨子里的“叛逆”,他擅自将研究方向调整为发酵过程的反应动力学和生物能量代谢定量化。半年后,当导师看到他的论文初稿时,惊叹道:“你都干了些什么?”然而,正是这次“越界”让他首次将工程定量概念引入传统微生物学,颠覆了教科书对氧气利用效率的定论,成为其科研生涯的奠基之作。
此后数十年,“颠覆性选择”成为曾安平的标签。在德国国家生物技术中心,他打破常规,同时深耕工业生物技术和生物医学技术两大领域,以双倍努力完成教授资格论文,最终成为德国生物化工领域首位华人教授。这一路的艰辛与突破,印证了他对科研自由的追求:“兴趣是最好的指南针,而自由需要勇气去争取。”
合成生物学革命:从冷门领域到绿色智造前沿
进入21世纪,曾安平的科研重心逐渐聚焦于一门新兴交叉学科——合成生物学。这一领域被喻为“生命的工业革命”,科学家通过工程化设计生命系统,甚至从无到有创造生物元件。在曾安平看来,合成生物学不仅是基础科学的突破,更是解决全球环境、能源与健康问题的关键钥匙。
曾安平团队在二元醇生物合成领域的突破,堪称合成生物学应用的典范。1,3-丙二醇作为环保型化工原料,其传统化学合成法能耗高、污染大。曾安平另辟蹊径,开发出以二氧化碳、甲醇等一碳化合物为原料的全新生物合成途径,合成1,3-丙二醇和微生物, 还发展出一条普适性途径原理,合成不同结构的二元醇。
从实验室到工业化,曾安平的系统性研究覆盖了生物反应器设计、产物分离纯化及电生物技术融合。他首创的All-in-One电生物反应器,实现了原位电驱动合成;其团队开发的1,3-丙二醇与有机脂肪酸联产工艺,已完成工程放大,被业界视为生物制造工业化的里程碑。
2020年,曾安平团队在二氧化碳捕捉研究中意外发现一种具有可逆相变特性的酶蛋白——其行为类似智能水凝胶,能响应环境变化动态调节活性。这一发现催生了“催化智能软物质合成生物学”新方向,为癌症诊疗、神经退行性疾病研究及碳中和提供了全新工具。
在德国,他主导的“电生物合成技术”重点研发计划(经费超1000万欧元)正推动合成生物学与碳中和的深度结合。正如比尔·盖茨在《气候经济与人类未来》中所言:“捕获二氧化碳只是第一步,如何转化利用才是真正的挑战。”曾安平的研究恰好回答了这一问题——通过设计1-3碳代谢系统,将捕获的二氧化碳转化为化学品甚至蛋白质。
归国新篇:在西湖大学重塑科研自由与创新边界
2022年,当曾安平以德国工程院首位华人院士的身份全职加入西湖大学时,外界充满不解:为何放弃德国顶尖科研平台与千万级项目,选择从零开始?
答案藏在西湖大学校长施一公的一句话中:“我对你没有期待,只希望你能做自己最想做的事。”对曾安平而言,这份“无条件的自由”正是他追寻半生的理想科研生态。在西湖大学,他组建合成生物学与生物智造中心,聚焦三大方向:新一代生物药物、生物材料、基于二氧化碳和太阳能的绿色制造技术。
曾安平深谙合成生物学的本质——它需要化学、工程、计算科学乃至人工智能的深度融合。曾安平此前在西湖大学访问时,便已和校内不少年轻PI(特聘研究员、博导)在相关领域迅速开展了不少令人兴奋的科研合作,这也让他更坚定了自己的选择。合成生物学是一个对学科交叉需求极大的领域,曾安平在西湖大学的体验是:“学科交叉没有任何门槛,一定要说有的话,PI个人的兴趣就是唯一的门槛。”
在西湖大学的实验室里,曾安平常对学生说:“自由不是随心所欲,而是为热爱的事业承担全部责任。”他鼓励年轻人挑战权威课题,即便这意味着漫长的冷板凳期。这种理念源于他自身的经历:在德国,他曾在工业生物技术无人问津时坚持十年,最终迎来该领域成为全球战略高地的时刻。
如今,他将这种“冷板凳精神”注入新团队。针对1-3碳代谢系统的调控机制,团队正探索从基因编辑到代谢通量分析的全链条创新;而在智能酶蛋白领域,他们试图模仿生命系统的自适应特性,开发环境响应型生物催化剂。这些研究一旦突破,或将重塑生物制造与医学治疗的范式。
从农村放牛娃到国际顶尖科学家,从德国院士到西湖大学拓荒者,曾安平用一生诠释了“不惧颠覆”的真谛。在他看来,科学家的自由并非无拘无束,而是拥有选择颠覆性课题的勇气、承担失败风险的底气,以及在无人区开辟新路的锐气。
曾安平鼓励学生说:“当我们不再畏惧颠覆传统时,科学才能真正回归其本质——探索未知,造福人类。”在这片充满活力的土地上,曾安平正带领团队,以合成生物学为笔,书写属于中国科学家的自由篇章。
责任编辑:周莹莹