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推动生态优先绿色发展 促进人与自然和谐共生******

　　作者：熊宇杰（安徽师范大学副校长、安徽省中国特色社会主义理论体系研究中心特约研究员）

　　党的二十大报告对“推动绿色发展，促进人与自然和谐共生”进行了部署，强调“尊重自然、顺应自然、保护自然，是全面建设社会主义现代化国家的内在要求。必须牢固树立和践行绿水青山就是金山银山的理念，站在人与自然和谐共生的高度谋划发展”。长江经济带覆盖沿江十一个省市，横跨我国东中西三大板块，生态类型多样、自然资源丰富、地理环境复杂，生态区位极其关键，是对全球气候变化最为敏感的区域之一，是我国生态优先绿色发展主战场，对于建设人与自然和谐共生的现代化至关重要。

　　优化生物多样性主战场。生物多样性是经济社会可持续发展的基础，是生态安全和粮食安全的重要保障。受气候变化和人类活动影响，生物多样性减少，生态环境问题日益突出。保护生物多样性，重构人与自然和谐共生的复合生态系统，既是贯彻习近平生态文明思想、建设美丽中国的迫切要求，也是实现经济社会发展全面绿色转型的重要标志。党的二十大报告指出，“提升生态系统多样性、稳定性、持续性”“加快实施重要生态系统保护和修复重大工程”“实施生物多样性保护重大工程”。当前长江经济带经济发展总体平稳、结构优化，但生物多样性保护的结构性、根源性、趋势性压力仍有待进一步缓解。因此，有必要统筹考虑生物多样性保护和生态系统重构两大关键问题，基于重大科学研究平台探索科学方法和应用技术。习近平总书记在2019年中国北京世界园艺博览会开幕式上指出：“生态治理必须遵循规律，科学规划，因地制宜，统筹兼顾，打造多元共生的生态系统。”在遵循规律方面，生物多样性形成与演化机制、生态系统功能演变机制等重大基础理论方面亟须创新；在科学规划方面，生态系统动态监测评估、人与自然和谐共生的复合生态系统重构等关键共性技术有待发展。作为一个典型案例，扬子鳄国家级自然保护区与高校科研的合作，解决了扬子鳄规模化人工繁育技术等关键问题，修复和重建栖息地400多公顷，野外放归扬子鳄228条，为野生种群的复壮奠定了基础，为国家实施长江流域生物多样性保护发展战略提供了重要示范。

　　塑造循环经济主战场。循环经济理念是从资源利用的源头出发，在严格保护生态环境的前提下，全面提高资源利用效率，满足经济社会发展的合理需求。习近平总书记强调：“发展循环经济是提高资源利用效率的必由之路。”从近年来的实践看，循环经济理念不仅适用于城镇的工业产品需求，在乡村振兴方面也能起到巨大的推动作用。长江经济带具有充足的水资源，可以利用这一优势和特点，繁育濒临绝迹的贝类物种，建设淡水贝类养殖基地。淡水贝类具备极强的水质净化能力，可以将长江经济带沿线生活污水进行资源化利用，真正实现“肥水不流外人田”。党的二十大报告指出，实施全面节约战略，推进各类资源节约集约利用，加快构建废弃物循环利用体系。循环经济理念的实践运用，协同工业高质量发展、乡村振兴等工作布局，将有助于全面建立资源高效利用制度，为坚持和完善生态文明制度作出贡献。

　　重构生态系统主战场。实现碳达峰碳中和目标是一场广泛而深刻的经济社会系统性变革。党的二十大报告指出，立足我国能源资源禀赋，坚持先立后破，有计划分步骤实施碳达峰行动。对于长江经济带来说，在积极稳妥推进碳达峰碳中和过程中，要实现碳排放与大气污染物、废水固废的协同治理。实现“双碳”目标与生态治理之间需要进一步协同，通过培育和利用森林、湿地和土壤的固碳能力，做好山水林田湖草沙一体化保护与修复，提升生态系统碳汇能力。在选择生态系统修复的实践路径时，需要兼顾不同地区之间发展水平的差异。即使同在长江经济带，不同地区在产业结构、经济发展、技术进步、资源禀赋等方面也存在较大差异。可以合理利用区域间的资源禀赋差异、产业链互补、技术比较优势、生态环境差异等条件，激活生态治理的协同效应，助力进一步完善生态文明制度。

　　打造生态产品主战场。习近平总书记指出：“生态环境保护和经济发展不是矛盾对立的关系，而是辩证统一的关系。把生态保护好，把生态优势发挥出来，才能实现高质量发展。”党的二十大报告强调，建立生态产品价值实现机制。建立生态产品价值实现机制是实现“绿水青山就是金山银山”的关键路径，需要积极探索政府主导、企业和社会各界参与、市场化运作、可持续的生态产品价值实现路径，把生态优势转化为综合发展优势。为实现“让保护修复生态环境获得合理回报”，需要发展“绿水青山”的内生性产业，如生态农业、特色旅游等。这些内生于“绿水青山”的产业培育需要坚持因地制宜，立足地方特色优势资源和发展条件，科学合理选择、规划和运营。例如，长江经济带水资源丰富，其生态治理试点乡村通过水体治理，恢复了沟塘、河湖、湿地等各类水体的自然连通，构建了各种类型的乡村水系循环系统。在此基础上，乡村发展相关水产业，同时打造水产品加工产业和旅游产业，实现了乡村宜居、产业发展和农民致富良性循环。此外，还要积极发展“绿水青山”派生、延伸和配套的外生性产业，构筑具有经济价值、生态价值和社会价值的生态经济体系。

　　建设生态文化主战场。习近平总书记指出：“要倡导环保意识、生态意识，构建全社会共同参与的环境治理体系，让生态环保思想成为社会生活中的主流文化。”党的二十大报告强调，倡导绿色消费，推动形成绿色低碳的生产方式和生活方式。为加快构建以生态价值观念为准则的生态文化体系，需要从全民宣传教育、法治建设、文化传承与创新等方面进行综合推进。其中，加强生态文化传承与创新发展和推进生态文化产业发展可以有机结合起来，共同推进。长江经济带具有源远流长的长江文化，既有上游巴蜀文化、中游荆楚文化、下游吴越文化等地域特色，又有长江三峡、江西庐山、杭州西湖等山川秀色。可以通过调查研究，建立长江经济带生态文化数据库，深度挖掘其生态文化资源。此外，可以打造长江诗路文化走廊，以数字化技术为支撑手段，以文旅融合为方向，将长江文化旅游发展成为世界一流的旅游目的地，为“美丽中国”和生态文化建设提供示范。

　　生态文明建设是一项任重而道远的系统工程，其中生态文化体系是精神灵魂，生态经济体系是物质基础，生态目标责任体系是“指挥棒”，生态文明制度体系是体系保障，生态安全体系是自然底线。近年来各地的实践表明，立足于地方区域生态特点，形成政府—高校—企业的合作联动机制，打造从科研到智库再到应用的全链条平台，有助于统筹推进生态文明建设体系，推动我国生态文明建设迈上新台阶。而立足长江经济带“生态优先绿色发展主战场”建设，打好生物多样性保卫战和生态经济、生态系统、生态产品、生态文化攻坚战，必将是生态文明建设中的辉煌篇章。

　　《光明日报》（ 2023年01月10日 06版）

诺奖问答| 2022 年诺贝尔化学奖授予点击化学和生物正交化学，有哪些信息值得关注？******

　　相比起今年诺贝尔生理学或医学奖、物理学奖的高冷，今年诺贝尔化学奖其实是相当接地气了。

　　你或身边人正在用的某些药物，很有可能就来自他们的贡献。

　　2022 年诺贝尔化学奖因「点击化学和生物正交化学」而共同授予美国化学家卡罗琳·贝尔托西、丹麦化学家莫滕·梅尔达、美国化学家巴里·夏普莱斯（第5位两次获得诺贝尔奖的科学家）。

　　一、夏普莱斯：两次获得诺贝尔化学奖

　　2001年，巴里·夏普莱斯因为「手性催化氧化反应[1] [2] [3]」获得诺贝尔化学奖，对药物合成（以及香料等领域）做出了巨大贡献。

　　今年，他第二次获奖的「点击化学」，同样与药物合成有关。

　　1998年，已经是手性催化领军人物的夏普莱斯，发现了传统生物药物合成的一个弊端。

　　过去200年，人们主要在自然界植物、动物，以及微生物中能寻找能发挥药物作用的成分，然后尽可能地人工构建相同分子，以用作药物。

　　虽然相关药物的工业化，让现代医学取得了巨大的成功。然而随着所需分子越来越复杂，人工构建的难度也在指数级地上升。

　　虽然有的化学家，的确能够在实验室构造出令人惊叹的分子，但要实现工业化几乎不可能。

　　有机催化是一个复杂的过程，涉及到诸多的步骤。

　　任何一个步骤都可能产生或多或少的副产品。在实验过程中，必须不断耗费成本去去除这些副产品。

　　不仅成本高，这还是一个极其费时的过程，甚至最后可能还得不到理想的产物。

　　为了解决这些问题，夏普莱斯凭借过人智慧，提出了「点击化学（Click chemistry）」的概念[4]。

　　点击化学的确定也并非一蹴而就的，经过三年的沉淀，到了2001年，获得诺奖的这一年，夏普莱斯团队才完善了「点击化学」。

　　点击化学又被称为“链接化学”，实质上是通过链接各种小分子，来合成复杂的大分子。

　　夏普莱斯之所以有这样的构想，其实也是来自大自然的启发。

　　大自然就像一个有着神奇能力的化学家，它通过少数的单体小构件，合成丰富多样的复杂化合物。

　　大自然创造分子的多样性是远远超过人类的，她总是会用一些精巧的催化剂，利用复杂的反应完成合成过程，人类的技术比起来，实在是太粗糙简单了。

　　大自然的一些催化过程，人类几乎是不可能完成的。

　　一些药物研发，到了最后却破产了，恰恰是卡在了大自然设下的巨大陷阱中。

　　　夏普莱斯不禁在想，既然大自然创造的难度，人类无法逾越，为什么不还给大自然，我们跳过这个步骤呢？

　　大自然有的是不需要从头构建C-C键，以及不需要重组起始材料和中间体。

　　在对大型化合物做加法时，这些C-C键的构建可能十分困难。但直接用大自然现有的，找到一个办法把它们拼接起来，同样可以构建复杂的化合物。

　　其实这种方法，就像搭积木或搭乐高一样，先组装好固定的模块（甚至点击化学可能不需要自己组装模块，直接用大自然现成的），然后再想一个方法把模块拼接起来。

　　诺贝尔平台给三位化学家的配图，可谓是形象生动[5] [6]：

　　夏普莱斯从碳-杂原子键上获得启发，构想出了碳-杂原子键（C-X-C）为基础的合成方法。

　　他的最终目标，是开发一套能不断扩展的模块，这些模块具有高选择性，在小型和大型应用中都能稳定可靠地工作。

　　「点击化学」的工作，建立在严格的实验标准上：

　　反应必须是模块化，应用范围广泛

　　具有非常高的产量

　　仅生成无害的副产品

　　反应有很强的立体选择性

　　反应条件简单(理想情况下，应该对氧气和水不敏感)

　　原料和试剂易于获得

　　不使用溶剂或在良性溶剂中进行(最好是水)，且容易移除

　　可简单分离，或者使用结晶或蒸馏等非色谱方法，且产物在生理条件下稳定

　　反应需高热力学驱动力（>84kJ/mol）

　　符合原子经济

　　夏尔普莱斯总结归纳了大量碳-杂原子，并在2002年的一篇论文[7]中指出，叠氮化物和炔烃之间的铜催化反应是能在水中进行的可靠反应，化学家可以利用这个反应，轻松地连接不同的分子。

　　他认为这个反应的潜力是巨大的，可在医药领域发挥巨大作用。

　　二、梅尔达尔：筛选可用药物

　　夏尔普莱斯的直觉是多么地敏锐，在他发表这篇论文的这一年，另外一位化学家在这方面有了关键性的发现。

　　他就是莫滕·梅尔达尔。

　　梅尔达尔在叠氮化物和炔烃反应的研究发现之前，其实与“点击化学”并没有直接的联系。他反而是一个在“传统”药物研发上，走得很深的一位科学家。

　　为了寻找潜在药物及相关方法，他构建了巨大的分子库，囊括了数十万种不同的化合物。

　　他日积月累地不断筛选，意图筛选出可用的药物。

　　在一次利用铜离子催化炔与酰基卤化物反应时，发生了意外，炔与酰基卤化物分子的错误端（叠氮）发生了反应，成了一个环状结构——三唑。

　　三唑是各类药品、染料，以及农业化学品关键成分的化学构件。过去的研发，生产三唑的过程中，总是会产生大量的副产品。而这个意外过程，在铜离子的控制下，竟然没有副产品产生。

　　2002年，梅尔达尔发表了相关论文。

　　夏尔普莱斯和梅尔达尔也正式在“点击化学”领域交汇，并促使铜催化的叠氮-炔基Husigen环加成反应（Copper-Catalyzed Azide–Alkyne Cycloaddition），成为了医药生物领域应用最为广泛的点击化学反应。

　　三、贝尔托齐西：把点击化学运用在人体内

　　不过，把点击化学进一步升华的却是美国科学家——卡罗琳·贝尔托西。

　　虽然诺奖三人平分，但不难发现，卡罗琳·贝尔托西排在首位，在“点击化学”构图中，她也在C位。

　　诺贝尔化学奖颁奖时，也提到，她把点击化学带到了一个新的维度。

　　她解决了一个十分关键的问题，把“点击化学”运用到人体之内，这个运用也完全超出创始人夏尔普莱斯意料之外的。

　　这便是所谓的生物正交反应，即活细胞化学修饰，在生物体内不干扰自身生化反应而进行的化学反应。

　　卡罗琳·贝尔托西打开生物正交反应这扇大门，其实最开始也和“点击化学”无关。

　　20世纪90年代，随着分子生物学的爆发式发展，基因和蛋白质地图的绘制正在全球范围内如火如荼地进行。

　　然而位于蛋白质和细胞表面，发挥着重要作用的聚糖，在当时却没有工具用来分析。

　　当时，卡罗琳·贝尔托西意图绘制一种能将免疫细胞吸引到淋巴结的聚糖图谱，但仅仅为了掌握多聚糖的功能就用了整整四年的时间。

　　后来，受到一位德国科学家的启发，她打算在聚糖上面添加可识别的化学手柄来识别它们的结构。

　　由于要在人体中反应且不影响人体，所以这种手柄必须对所有的东西都不敏感，不与细胞内的任何其他物质发生反应。

　　经过翻阅大量文献，卡罗琳·贝尔托西最终找到了最佳的化学手柄。

　　巧合是，这个最佳化学手柄，正是一种叠氮化物，点击化学的灵魂。通过叠氮化物把荧光物质与细胞聚糖结合起来，便可以很好地分析聚糖的结构。

　　虽然贝尔托西的研究成果已经是划时代的，但她依旧不满意，因为叠氮化物的反应速度很不够理想。

　　就在这时，她注意到了巴里·夏普莱斯和莫滕·梅尔达尔的点击化学反应。

　　她发现铜离子可以加快荧光物质的结合速度，但铜离子对生物体却有很大毒性，她必须想到一个没有铜离子参与，还能加快反应速度的方式。

　　大量翻阅文献后，贝尔托西惊讶地发现，早在1961年，就有研究发现当炔被强迫形成一个环状化学结构后，与叠氮化物便会以爆炸式地进行反应。

　　2004年，她正式确立无铜点击化学反应（又被称为应变促进叠氮-炔化物环加成），由此成为点击化学的重大里程碑事件。

　　贝尔托西不仅绘制了相应的细胞聚糖图谱，更是运用到了肿瘤领域。

　　在肿瘤的表面会形成聚糖，从而可以保护肿瘤不受免疫系统的伤害。贝尔托西团队利用生物正交反应，发明了一种专门针对肿瘤聚糖的药物。这种药物进入人体后，会靶向破坏肿瘤聚糖，从而激活人体免疫保护。

　　目前该药物正在晚期癌症病人身上进行临床试验。

　　不难发现，虽然「点击化学」和「生物正交化学」的翻译，看起来很晦涩难懂，但其实背后是很朴素的原理。一个是如同卡扣般的拼接，一个是可以直接在人体内的运用。

「　　点击化学」和「生物正交化学」都还是一个很年轻的领域，或许对人类未来还有更加深远的影响。（宋云江）

　　参考

　　https://www.nobelprize.org/prizes/chemistry/2001/press-release/

　　Pfenninger, A. Asymmetric Epoxidation of Allylic Alcohols: The Sharpless Epoxidation[J]. Synthesis, 1986, 1986(02):89-116.

　　Rao A S . Addition Reactions with Formation of Carbon–Oxygen Bonds: (i) General Methods of Epoxidation - ScienceDirect[J]. Comprehensive Organic Synthesis, 1991, 7:357-387.

　　Kolb HC, Finn MG, Sharpless KB. Click Chemistry: Diverse Chemical Function from a Few Good Reactions. Angew Chem Int Ed Engl. 2001 Jun 1;40(11):2004-2021.

　　https://www.nobelprize.org/uploads/2022/10/popular-chemistryprize2022.pdf

　　https://www.nobelprize.org/uploads/2022/10/advanced-chemistryprize2022.pdf

　　Demko ZP, Sharpless KB. A click chemistry approach to tetrazoles by Huisgen 1,3-dipolar cycloaddition: synthesis of 5-acyltetrazoles from azides and acyl cyanides. Angew Chem Int Ed Engl. 2002 Jun 17;41(12):2113-6. PMID: 19746613.

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）