挖掘綠色“寶藏”
——記中國科學院微藻生物學專家韓丹翔

本刊記者 范國軒

挖掘綠色“寶藏”
——記中國科學院微藻生物學專家韓丹翔

本刊記者 范國軒

專家簡介：

韓丹翔，中國科學院水生生物研究所博士。2006年到2014年于美國亞利桑那州立大學進行博士后研究，并于后四年的時間里擔任助理研究，2014年9月回國。目前，已經在Plant Cell、Plant Journal、Journal of Experimental Botany等學術刊物上發表論文20余篇，引用次數超過500次；受邀為《藻類學培養手冊》撰寫部分章節。

隨著全球能源短缺問題的日益嚴峻以及現代工農業的發展帶來的環境惡化狀況，“大力發展高新生物技術，改變能源結構，尋找替代能源”成為共識。《“十二五”生物技術發展規劃》實施以來，在“研究微藻育種、規模化培養、油脂提取、轉酯化、生物反應器研制和應用等產業化共性關鍵技術”的引導下，微藻生物技術的潛力逐漸引起專家學者們的重視。

未來，清潔、可再生型資源逐漸成為未來新能源的主角，微藻生物能源就是其中被寄予厚望的生力軍。韓丹翔認為，微藻作為一種單細胞的低等生物，通過光合作用不斷吸收二氧化碳，形成由蛋白質、糖類、脂肪等大分子化合物組成的獨特生物質。正是由于這些生物質的出現，讓從微藻生物中提取潔凈能源來支撐經濟快速發展成為可能。

結緣微藻生物技術

如今，可再生能源大多集中在電力行業，水電、太陽能、風能、潮汐能等，但生物能源也因其具備能夠減少溫室氣體排放、維護生態系統平衡，更利于人類生態環境等諸多優勢而被廣泛看好。

韓丹翔認為，從生物學角度來看，微藻作為單細胞生物，具有光合作用效率高、含油量高、生產周期短等多項優勢，是其他油料作物無法比擬的。更為重要的是，微藻在光自養培養過程中能夠固定大量的二氧化碳，因此，在國家節能減排口號的倡導下，對微藻生物的研發與應用儼然更符合人類發展趨勢。另外，從經濟角度考慮，微藻的光能自養型單細胞生物特性，讓其在光自養生長過程中，所需生產成本大大降低，可以創造更大的利潤空間。因此，在新時代能源的研究與開發中，微藻成為低碳經濟下第二代生物柴油原材料的不二之選。

高中畢業后，韓丹翔選擇了武漢大學生命科學院的藥學專業。但在4年的實際學習中，更偏重于基礎生物學課程讓她發掘到了自己的興趣點。為尋求進一步發展，韓丹翔毅然決然讀了該專業研究生。在讀研期間，他接觸到讓她更為之著迷的藻類學科。“作為一門小學科，藻類生理生化及分子細胞生物學并沒有廣為人知，而是在小范圍內傳播”，那時的韓丹翔憑借對微藻生物技術的執著，義無反顧地選擇了水生生物學，走進博士生涯，立志為微藻生物技術領域的研究開疆辟土。

為科研開啟新思路

2006年8月，韓丹翔出國了，在美國亞利桑那州立大學繼續攻讀博士后，直到2014年8月份結束助理研究教授的工作。在8年的時間里，韓丹翔沉浸在最感興趣的微藻生物技術研究中,正是這份純粹、不夾絲毫雜念的科研態度，讓她在微藻的世界闖下屬于自己的一片天地。

在采訪過程中，韓丹翔回憶起自己在中美生物研究中的歷程。上個世紀六七十年代開始，美國的科研人員就對藻類在生物能源領域的探索產生了濃厚興趣，并傾眾人之力挖掘科研背后的神秘力量。其中，有生物學研究人員、物理、化學、經濟研究分析等多個領域的專家，在交叉領域挖掘自身價值。與此同時，在研究成果的分享方面，美國也做到了讓大眾熟知的地步。正是在這種自由的研究氛圍中，她的研究興趣瞬間被拓展開，深入涉及藻類生理生化及分子細胞生物學，包括油脂生物合成、調控及儲存機制；類胡蘿卜素等高附加值產品的生物合成；微藻抗逆生物學；微藻系統代謝工程及合成生物學。這段研究經歷也讓她回國后，為國內微藻生物的研究發展注入了一股新鮮血液。

憑借對微藻生物的研究熱情，在國家政策的傾斜下，韓丹翔敏銳地意識到，國內是一個亟待開發的“處女地”。中國藻類研究起步較晚，但是隨著“十二五”規劃的出臺，對微藻生物能源的研發也逐漸引起廣泛關注。“無論是作為最具潛力的新能源之一，還是作為潔凈無害的食品添加劑，把研究成果應用于醫藥工業、環境監測等各個領域，都將是一個造福后代的發現”，這成了讓她十余年醉心于研究的終極理想。

參加學術會議

打造純粹科研路

韓丹翔回國后，馬不停蹄成立藻類研究團隊，迅速開展實驗研究，為微藻生物技術的發展提供了一個堅實平臺，同時也為這一研究領域積累著后續力量。

所謂科研求穩，資本求快，在這個互相矛盾、相互作用的結合體下，催生了眾多新生力量對藻類學科的好奇心。教書育人，韓丹翔需要從頭建立起他們對基礎生物學的認識，并培養純粹的科研態度。在與學生交流的過程中，韓丹翔強調，科研是一件純粹的事情，只有堅守住科研的純粹，才能夠在這條路上穩步前進。正如她所說，“你可以成長的慢一點，但請認真一點”，因為“科研是一件很酷的事情”。她認為，生物學研究是一個“假設—實驗—推翻假設”的循環過程，這其中的挫敗感與成就感無親身經歷則很難體會，如果沒有毅力和對科研純粹的信念，很難走到最后。

韓丹翔堅定地談到，始終會將藻類學科的研究作為自己奮斗的方向，建立起一支享譽國內外的專業團隊。目前，基于過往研究經歷與國內發展態勢，韓丹翔及其團隊把研究的重點放在了微藻脂肪體的形成機制展、微藻油脂合成的關鍵基因的鑒定以及遺傳改良、雨生紅球藻研究平臺的建立以及高產蝦青素的機制研究這三個方面。

正因為持有一份對大自然的敬畏，對同一領域研究的熱情，這群志同道合的人走到了一起，促使著他們深入挖掘藻類生物背后的秘密。“我要將我所學的知識轉化為技術，最終為國家成立新產業、打造新經濟增長點，這是一件讓人激動的事情，也是值得我一生為此奮斗的事業。”在韓丹翔篤定的眼神里，記者也看到了她對未來生物技術研究的信心。

與時代接軌，“從代謝途徑、儲存以及基因調控等方面揭示微藻合成油脂的生物學機制”是韓丹翔近年來研究的重要課題。針對這方面的研究，她通過將脂肪組學與高通量轉錄組學的數據結合，解析了氮脅迫對微藻油脂代謝網絡以及其他相關代謝途徑的調控，為選擇遺傳改良的靶向基因提供了理論基礎。這一基因方面的全面提示，將為能源微藻的遺傳改良提供了新思路，從而直接促進微藻生物技術向研發拓展。

有人說，抵御霧霾是場長久之戰，建設良好生態環境也非一朝一夕，但正因為有如此執著的科研工作者，我們才有理由相信，微藻生物技術研究會迎來更為廣闊的發展空間，潔凈能源會被廣泛應用，生態環境建設終會出現曙光。