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丁世杰:未来食品的探路者
发布时间: 来源: 神州学人

  丁世杰,南京农业大学副教授。师从“国际细胞培养肉第一人”Mark Post教授和中国肉品加工学术带头人周光宏教授,是全球范围内该领域的第一位博士。丁世杰10年来积极投入细胞培养肉的研究工作,是缔造中国第一块细胞培养肉的团队核心成员之一。获得第十二届大北农科技奖创新奖,江苏省双创博士称号(2020年度),论文获得中国食品学报科技论文一等奖(2021年度)。作为联合创始人成立了国内第一家细胞培养肉公司——南京周子未来食品科技有限公司。在Biomaterials、Food Research International等期刊发表论文16篇,申请(含已授权)发明或实用新型专利26项。


  随着世界经济发展与人口的不断增长,在食品消费中肉类的需求量也日益增长。传统肉类生产方式已经越来越难以满足消费需求和食品供应。如何在保证肉类产品质量、遵循可持续发展理念的基础上增加肉类产量,已经成为21 世纪备受关注的国际话题之一,如何运用先进科学技术助力肉类产业可持续发展也成为当今科学研究领域和国际合作的重要议题。

  细胞培养肉是基于动物肌肉组织在体内的生长和修复机制,利用动物细胞在体外培养生产可食用的肉类。2013年,荷兰马斯特里赫特大学Mark Post教授带领团队用牛肌肉干细胞成功制造出第一块重量为85g的细胞培养肉,自此,细胞培养肉这项细胞农业培养技术吸引了全球相关科研领域工作者的目光,越来越多的科研力量和企业加入了对细胞培养肉技术的探索。南京农业大学周光宏教授团队历时10年时间,于2019年培养出中国第一块肌肉干细胞培养肉,使中国跻身该领域国际前列。本次的受访者丁世杰,先后师从于这两位领域内的先驱者,走上了细胞培养肉技术的科研之路,并最终创立了南京周子未来食品科技有限公司(以下简称“周子未来”),与志同道合的伙伴们一道,致力于将细胞培养肉送上大众的餐桌。


  缘起

  笔者:作为全球细胞培养肉领域培养的第一位博士,您如何看待自己当初的专业和导师选择?

  丁世杰:2008年我进入南京农业大学开始食品专业的学习,2012年研究生阶段进入周光宏教授团队开始肉类的相关研究,当时导师对我研究方向的建议就是细胞培养肉。2013年,我进入中国科学院生物化学与细胞生物学研究所进行联合培养,开展培养肉种子细胞研究。4年后,我前往荷兰马斯特里赫特大学,进入了培养肉之父Mark Post教授的实验室研究学习,主要方向是细胞培养肉的种子细胞及功能维持。投身这个领域,最初是导师给予了我方向上的引领,但最终的选择依然是个人兴趣使然,以及我对所选专业的持之以恒,不轻易放弃。对我来说,有机会到像中科院、马斯特里赫特大学这样优秀的科研平台研修让我受益匪浅。


  笔者:您是如何看待细胞培养肉这一生物工程技术的发展的?选择从事该领域的研究对您个人日后的发展和就业有怎样的影响?

  丁世杰:周光宏教授2009年开始进行细胞培养肉技术研究,而我在2012年即加入了导师的团队,可以说,我是在国内开展这项技术研究的起步阶段即成为了其中一员,也见证了该项技术一步步的发展。以种子细胞为例,细胞培养肉技术刚开始发展时,还没有纯化单一细胞群的概念,而这会影响后期的大规模生产,因此我选择了种子细胞这个方向展开研究,最终该技术首次建立了猪、牛肌肉干细胞的分选纯化方法。随着技术的发展,低成本的纯化方法变得很重要,我们又探索建立了利用温度纯化肌肉干细胞的方法。近几年,为了大规模生产细胞培养肉,我们依托公司,在维护稳定的单一细胞株上下了不少功夫,建立了单细胞株的筛选平台,推动高质量种子细胞的筛选。这项技术的发展过程充分体现了科学研究是如何根据产业化生产需求而不断调整研究方向,以及技术逐渐迭代的过程。

  从开始接触细胞培养肉起,我也经历了国内细胞培养肉行业从默默无闻到备受瞩目的整个过程,细胞培养肉的科研经历极大地推动了我个人的发展,让我回国后能顺利入职高校,继续细胞培养肉的相关研究,和团队一起做出了中国第一块细胞培养肉。如今,我和我的合伙人又联合成立了公司,继续推动细胞培养肉技术的产业化。


  初创

  笔者:作为国内细胞培养肉领域的首批研究人员,在这一领域尚处起步阶段的情况下,您是如何决定走上创业之路的?创业期间遇到了哪些抉择和困难?

  丁世杰:随着研究的深入,我们发现仅靠高校很难将细胞培养肉技术产业化,需要通过公司才能实现。而导师周光宏教授和我的一个重要使命就是“在中国实现培养肉的产业化生产,将细胞培养肉送上大众餐桌”。同时,留学荷兰的时候我也接触过一些相关领域的公司,学习到不少公司管理运营层面的经验与知识。因此在2019年年末,我们决定创立周子未来,开始推动细胞培养肉的产业化生产。

  创业过程中,我们当然也遇到过困难,其中一个就是从科研到商业的转型问题。公司创始之初,我们的工作模式还保留着高校科研工作的影子,商业化思维不够清晰。高校科研更侧重于技术的积累与提升,这是一个持续的过程,主要考虑的是技术风险。而企业是技术成果转化的基地,不仅要考虑技术迭代和创新,还要考虑行业政策、市场需求、人才流动等多方面的因素,需要根据市场变化不断及时调整企业发展战略。通过组织架构的调整、人才的有效管理等方式,我们相对顺利地完成了转型。


  笔者:公司在细胞培养肉研究领域是如何借力发展的?

  丁世杰:细胞培养肉是综合性的生产技术,目前各国的初创公司都在自己优势的技术领域不断深耕,加强自己的技术护城河。周子未来在种子细胞、培养基、支架等一系列生物工艺方面,也在努力通过加强自身研发和多方交流合作的方式实现掌握自有核心技术的目标。

  推进细胞培养肉的产业化进程是一个长期的奋斗目标,除了在科学技术上的交流,公司创立初期,我也调研了一些生命科技领域的初创公司,跑了上海、杭州、广州、深圳等很多地方,遇到了一些非常有趣的创业者,并向他们讨教了初创企业的运作经验。同时我也积极参加知名投资公司组织的创新训练营等培训活动,帮助搭建公司的商业化框架,培养自己的商业思维,提升管理能力。

  在运营公司的过程中,我会吸收公司其他联合创始人传授给我的公司运营思路方面的经验,帮助我构建自己的商业化思维和逻辑。我也招募了行业内资深的人力资源总监来协助我进行组织构建、人才招聘和人才管理,搭建绩效体系,由此逐步吸纳更多优秀人才,推动公司走向更为立体的商业化模式。

  同时,我们也注重“细胞培养肉”产品理念和消费导向的宣传,并不断寻找创新之路上的商业合作伙伴,为解决关键技术和开拓市场作着不懈努力。

  攻坚

  笔者:目前在细胞培养肉领域,中国与世界尚存在哪些差距?

  丁世杰:在政策支持方面,目前除新加坡外,细胞培养肉产品在全球其他国家都还没有获得上市许可,而产品上市离不开政策的支持。我们已与相关机构和部门开展密切沟通,力求在中国推动细胞培养肉产品的审批监管。在技术发展速度方面,目前国际上致力于细胞培养肉技术的公司已有部分完成了中试生产线建设,值得一提的是,2021年底有一家以色列公司宣布将细胞培养鸡肉的价格降到了每磅7.7美元,折合约50元人民币一斤。按计划,我们公司今年底将完成小试生产线建设并进行工艺验证,生产成本也将再次有所突破。


  笔者:就您看来,未来细胞培养肉技术需要攻克的难点主要有哪些?

  丁世杰:主要有两方面:技术和市场。技术方面,想要建立起细胞培养肉的全产业链,就需要生产设备和工艺的进一步完善。目前我们可以实现实验室培养肉生产,但更大规模的小试和中试生产仍有难题需要攻克,而且国内缺少相关经验可供借鉴,只能摸着石头过河。

  市场方面的困难主要是两点:政策和消费者。政策方面如之前所述,产品上市需要政策的支持,我们也在努力与相关机构和部门沟通,推动细胞培养肉产品审批监管工作向前推进。消费者方面则主要在于提升大众对细胞培养肉的认知度和接受度。对于国内消费者来说,这一概念仍较为陌生,我们需要加大对产品的宣传力度和相关知识的普及,以提高消费者对新产品的认可,并以此为指导,生产出更符合消费者需求的肉类产品,进一步带动产品在国内外的可持续消费。


  展望

  笔者:周子未来下一步的发展计划是怎样的?

  丁世杰:公司要成为一个有创造力、有活力、有前沿性、有使命感的公司,让细胞培养肉早日端上百姓餐桌是我们公司不懈努力的目标,我们的愿景是:不需要养猪就可以吃到猪肉(牛羊肉同理),用科技创新让肉类更健康、更安全、更可持续。

  我们不仅有长远的目标,也有短期的计划。比如,现阶段我们主要聚焦在技术的持续突破上。近一年的技术重点突破目标主要是无血清培养基的低成本生产、放大培养工艺的优化升级以及多样化产品的开发迭代。

  近两到三年,我们的重点目标是实现千升左右生物反应器的生产,并通过监管审批。未来我们将进一步整合资源,优化生产过程,从而完成产品工厂的建设及小规模产品的上市销售。

  近三到五年,期望实现更大规模的培养肉生产,实现对现有动物蛋白的补充,给消费者更多的定制化产品选择。


  笔者:周子未来的成功折射出细胞培养肉技术的未来,您认为哪些因素促成了这一产业的跨越式发展?

  丁世杰:周子未来能够获得初步成功,首先是基于公司自身鲜明的技术优势。在国内,我们是最早进入这一领域进行相关研究的,我们的首席科学家周光宏教授从2009年开始进行干细胞成肌诱导分化研究,到2019年研制出中国第一块细胞培养肉,在培养细胞肉研究方面积累了大量的研究成果。另外,公司潜心研发工作,共有8个研发子部门,围绕细胞培养肉的研发和生产进行全链条攻关,在种子细胞提取与干性维持、细胞悬浮放大生产、无血清培养基以及产品研发方面取得了一系列关键性突破。目前,公司和团队共申请相关专利26项,其中包括国外专利1项。

  其次,肉类绿色生产诉求的不断提升也为细胞培养肉领域的发展奠定了基础。传统畜牧业占用大量环境资源,给地球生态带来的压力不容小觑。除资源有限,肉类产品供不应求的主要原因还体现在疫病问题上,如我国在2018年-2020年3年间,都因动物疫病造成了肉类产品减产。细胞培养肉实现规模化生产后,可大幅减少对环境资源的占用和消耗,相较传统肉类生产方式可以降低7%-45%的能源消耗,降低78%-96%的温室气体排放量,减少99%的土地使用,减少82%-96%的用水量,而且基本可以避免传统畜牧业造成的忽视动物福利和抗生素滥用等问题。自身的技术积累和国内对于肉类绿色生产的诉求让我们的团队能够相对容易地获得更多机遇和外部支持,从而进一步推动细胞培养肉的产业化生产。

  笔者:从大环境来看,您觉得细胞培养肉技术未来发展前景如何?

  丁世杰:从产业本身来说,细胞农业是未来食品生产的发展趋势。将物质和能量精确应用在细胞肉类生产中,大幅减少动物生命活动对资源环境的消耗,实现在满足肉类供给需求的情况下保护自然环境和维护生态平衡、和谐,在应对粮食安全、气候变化等全球性挑战时,细胞培养肉技术可以发挥巨大作用。

  正因为这项技术的可持续发展性,细胞培养肉领域的发展得到了国家持续的关注。2021年底,农业农村部印发的《“十四五”全国农业农村科技发展规划》中,明确提出将聚焦对农业发展有带动作用、有一定研究基础、能较快转化为现实生产力的关键领域,其中在未来食品制造部分就明确提到了细胞培养肉技术。很荣幸,周光宏教授和我参与编写的农业农村部专项报告《2021全球农业研究热点前沿分析解读》成为了《规划》前期调研阶段重点参考内容之一。细胞培养肉产业相关监管政策也在讨论中,我们也是其中一员。政策的利好信息将极大推动细胞培养肉产品监管标准的建立和商业化发展,为我们这样的细胞培养肉公司提供前进的动力和方向。


  笔者:您认为细胞培养肉技术未来的应用空间有哪些?

  丁世杰:随着行业的发展,技术、人才、资金会大量涌入细胞培养肉领域,共同推进技术突破和产业化路径的实现。我们预测,未来细胞培养肉技术和产品将应用于食品行业的各种场景,例如太空探索等极端条件下的肉类供给。另外,随着技术的进一步成熟,低价的生产过程也许对生命医药领域的研究也具有一定启示和借鉴意义,可推动药物和胶原类护肤品的多样化生产。(作者赵文瑜毕业于瓦赫宁根大学城市环境管理专业,现任信公股份咨询顾问;孟子晴为南京农业大学食品科学与工程专业博士生)

责任编辑:刘晓璇

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