效能评价

上一篇推文，我们介绍了WIGGENS的CGQ生物量在线监测系统监测微生物或细胞的生长阶段，本期我们介绍生物量监测对微生物（细胞）效能评价/菌种筛选的应用。 首先我们来看一篇使用CGQ系统监测生物量的已发表文献。 Bruder et al. (2016):Parallelised onlinebiomass monitoring in shake flasks enables efficient strain and carbon sourcedependent growth characterisation of Saccharomycescerevisia (MicrobialCell Factories). Bruder对酿酒酵母的高效菌株（CEN.PK2-1C）和碳源依赖性生长特性监测。 上图中生物量曲线（OD值）是CGQ系统实时在线测量。葡萄糖浓度和酒精浓度用在线生化分析仪进行实时在线监测的数据。 从上图的数据曲线中我们可以清晰的看出生物生长量与培养基中葡萄糖浓度和酒精产量三者的关联性。发酵过程希望使用的菌种是能够更高效率的将糖类等底物转化为酒精。底物与产物的效能比是对酿酒酵母菌株效能的最直接评价。 CGQ和生化分析仪的在线监测联合使用，可以对菌种的综合效能进行直观评价。 对微生物或细胞的突变体研究，是寻找高效菌种的一种有效手段。突变体与野生型的对比研究，用于对突变体进行效能评估。 上图是德国最格赖夫斯瓦尔德大学（成立于1456年），使用CGQ系统对Staphylococcus aureus（金黄葡萄球菌）野生型和突变体生物量分析。 作为菌种筛选的有力工具，CGQ系统可以对同一培养条件下，或不同培养条件下的生物量进行实时监控，根据生物量的监测数据对菌种筛选提供数据支持。 CGQ与生化分析仪同时使用，可以对多参数相关性进行综合评估，有效的拓展了应用范围，可以通过多参数变化，对微生物效能进行综合评价。更多的CGQ生物量监测应用，请参考如下文献：[1]Tripp et al (2017):Establishing a yeast-based screening system for discovery of human GLUT5inhibitors and activators (Nature – Scientific Reports)[2]Bruder, S. &Boles, E. (2017): Improvement of the yeast based (R)-phenylacetylcarbinol productionprocess via reduction of by-product formation (Biochemical EngineeringJournal).[3]Gottardi et al. (2017):De novo biosynthesis of trans-cinnamic acidderivatives in Saccharomycescerevisiae (AppliedMicrobiology and Biotechnology).[4]Bracharz et al. (2017):The effects of TORC signal interference on lipogenesis in theoleaginous yeast Trichosporonoleaginosus (BMCBiotechnology). [5]Bruder et al. (2016):Parallelised onlinebiomass monitoring in shake flasks enables efficient strain and carbon sourcedependent growth characterisation of Saccharomycescerevisia (MicrobialCell Factories).

2022年新春伊始，我国科技事业发展迎来里程碑事件：第二次修订后的《科学技术进步法》（以下简称科技进步法）1月1日正式施行。站在“两个一百年”的历史交汇点，此次修法备受关注、满载期待。　　新版科技进步法不仅为实现步入创新型国家前列、建设世界科技强国的战略目标提供了法律基础和保障，还将国家创新体系建设提升为制度主线。　　科技部副秘书长贺德方认为，新修订的科技进步法，将国家创新体系作为总则第4条进行专门表述，体现了党和国家对国家创新体系的认识更加深化，对其功能更加关注。当前，国家创新体系能力成为国际竞争的核心，全球科技发展环境变化对国家创新能力的要求，不再只是抢占点上的优势，而是赢得系统性、全面性、结构性的领先。　　不仅如此，国家创新体系成为经济社会发展和国家安全的重要支撑。“保持经济平稳运行、打赢抗疫攻坚战、实现碳达峰碳中和，都需要不断完善国家创新体系，提升体系整体效能，通过科技提供有力支撑。”贺德方说道。　　数据说话 国家创新体系建设成绩亮眼　　2021年，我国研发投入达2.79万亿元，研发投入强度达2.44%，比上年增加14.2%。国家创新能力综合排名上升至世界第12位。　　2021年，我国技术交易成交额达3.73万亿元。截至去年底，高新技术企业数量达到33万家，科技型中小企业数量达32.8万家… … 　　这两组最新数据，亮出了国家创新体系建设取得的重大进展。贺德方表示，不仅是国家创新体系不断完善，支撑引领作用增强，各类创新主体能力持续增强。同时，创新制度环境日趋完善，符合创新规律的制度框架基本建立；创新体系更深地融入全球创新网络，创新的开放格局正在形成。　　这背后，离不开党中央高度重视国家创新体系建设工作，特别是党的十八大以来相继实施的一系列推进方案及举措。　　早在2006年，《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006—2020年）》首次提出国家创新体系的概念、内涵、目标，将国家创新体系表述为以政府为主导、充分发挥市场配置资源的基础性作用、各类科技创新主体紧密联系和有效互动的社会系统。　　“党的十八大以来，习近平总书记高度重视科技创新工作，多次强调要完善国家创新体系，提高创新体系整体效能，为国家创新体系建设工作提供了根本遵循。”贺德方说，党中央对创新体系建设进行系统部署，通过加强科技体制改革的顶层设计和统筹布局，我国国家创新体系日趋健全，效能不断提升，有力支撑了创新型国家和世界科技强国建设。　　直面难题 完善创新体系要强弱项　　随着我国步入新发展阶段，加强国家创新体系建设的重要性愈加凸显。然而，面对创新发展的新形势和新要求，我国国家创新体系还存在不适应、不完善的地方。　　对此，贺德方并不避讳，从多个方面指出了尚待补齐的短板。比如，科技创新的统筹协调还不够，科技力量动员组织机制还需进一步完善，资源配置效率等问题还没有根本解决。　　“国家战略科技力量还不强，创新主体功能定位存在一定交叉重复，科研院所国家使命导向还不够，高校科研组织的体系化水平有待提高。”他直言，企业在创新体系中的主体地位还不突出，鼓励和支持企业开展创新的市场机制需要进一步健全。　　攻关能力、原始创新能力不足，是国家创新体系建设亟待破解的又一个难题。具体而言，科技支撑国家安全和战略急需的长期积累和应变能力还不够强，基础研究投入总量和结构均存在不足，尚未形成适应部分领域成为“领跑者”、进入“无人区”的机制。　　“激励科技人才竞相涌现的政策落实还不到位。我国科技人才存在一定结构性矛盾，战略科学家仍然缺乏，青年人才后备军的培养使用措施还不完善。”贺德方坦承，人才评价改革和作风学风建设还需要进一步持续深化。　　正因此，修订后的科技进步法明确，国家完善高效、协同、开放的国家创新体系，统筹科技创新与制度创新，健全社会主义市场经济条件下新型举国体制… … 促进各类创新主体紧密合作、创新要素有序流动、创新生态持续优化，提升体系化能力和重点突破能力，增强创新体系整体效能。　　伴随改革深化和创新趋势，新时期的国家创新体系应具备什么鲜明特质？　　“要有创新能力突出、形态多样的创新主体，拥有一支可依赖的国家战略科技力量，企业的创新主体地位明确，科研院所坚持国家使命导向，高校原始创新能力强，能够产出有效支撑国家发展的高质量科技成果。”长期研究科技政策法规的贺德方剖析，创新要素高效配置和合理流动亦是关键。全社会研发投入水平较高，政府科研组织效率高，形成多元化的科技投入体系，人才、技术、资金等能够实现跨部门、跨区域有序流动。　　他还认为，一个高效、协同、开放的国家创新体系中，高质量的科技人才队伍不可或缺，良好的创新生态则是最为深厚的土壤，创新体系也要高度开放。　　强体系增效能 多措并举促落实　　那么，完善国家创新体系、增强整体效能，我们该从哪些方面发力？科技部又有哪些部署落实的举措？　　“要以更健全的创新能力体系和更完善的创新政策体系，支撑国家创新体系提升整体效能，以强大的创新体系效能支撑现代化经济体系建设，将制度优势转化为创新治理效能。”贺德方解释说，创新能力包括国家重大任务、创新主体、要素投入等硬科技能力，保障科技成果产出；创新政策则由法律、政策等构成，通过科技创新政策体系影响创新体系运行效率。　　着眼于新时期强化国家创新体系建设，贺德方在划重点的同时给出了观点，“发挥党和国家作为重大科技创新的领导者和组织者作用，完善国家科技宏观管理体制，形成科学决策、执行、监督评估的组织管理体系。”他强调，构建充分激发各类主体和人才积极性的科技力量体系，健全原创导向、一体化发展的科研体系，完善内外联动、协同高效的融通创新机制，构建尊重创造、释放活力的创新生态系统。　　“下一步，科技部将按照党中央决策部署，坚持‘四个面向’，以加快实现高水平科技自立自强为目标，以狠抓科技政策扎实落地为主题，全面落实国家科技发展相关规划和科技体制改革三年攻坚任务，加快转变政府职能、转变作风、深化改革。”贺德方透露。　　谈及如何提升国家创新体系整体效能，充分发挥科技对国家安全和发展的战略支撑作用，贺德方将其概括为七个“着力”：着力强化国家战略科技力量，着力加强基础研究，着力开展技术攻坚，着力强化企业创新主体地位，着力加强科技人才队伍建设，着力优化科技创新生态，着力扩大开放合作。

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