在纸面上，伯恩哈德·帕尔森构建计算机模型；实际上，他建立了一套使生物系统足够可预测的"操作手册"，从而能够设计并利用它们实现特定用途。
他的工作横跨工业与医疗领域——从将微生物用作化学工厂，到预测病原体如何对抗生素产生反应。大多数人并未意识到，他们日常接触到的材料中，"基础"化学物质如今可由工程微生物酿造而成，包括弹性纤维中使用的成分，这些都受到了他工作的影响。
作为发表800多篇同行评议论文的作者、46项专利的持有者以及8家公司的创始人，帕尔森重视简单的求知欲，但也注重将洞察转化为行动。
"我倾向于做有用的事情，"帕尔森说道。他是加州大学圣地亚哥分校雅各布斯工程学院舒千-吉恩莱生物工程系的Y.C.冯生物工程特聘教授，同时也是高通研究所的附属成员和儿科教授。
"这是一个主要驱动力——让事情发生。"
火山与影响力契机
帕尔森的旅程始于冰岛，他在那里出生并成长于一个创业家庭。他的父亲和祖父通过开设杂货店树立了榜样；他的父亲还创办了一家平版印刷和印刷业务。
帕尔森天生的好奇心和动力被他周围自然环境的力量所激发。
"在冰岛，有大量用于化学加工的水力和热能，"他说，"这激励了我。"
化学工程似乎是一个自然的选择。为了学习，帕尔森首先在冰岛雷克雅未克大学注册，随后移居美国，因为他相信这个国家提供了"该领域最好的教育"。
1984年，帕尔森在威斯康星大学麦迪逊分校获得化学工程博士学位，并获得了密歇根大学的教职。
追寻有趣问题
在密歇根大学，他立即开始挑战化学工程的传统边界。对帕尔森而言，1980年代和90年代的有趣问题都是生物学方面的。
"我们有新的领域在发展，如代谢工程、组织工程等，"他回忆道，"很明显，这就是增长所在。"
帕尔森投身于再生医学中最难的实际问题之一：如何在体外培养和控制骨髓干细胞和祖细胞。如果这些细胞能在体外可靠地培养和控制，挽救生命的疗法将变得更加可用、更可预测，并更容易规模化生产。
挑战不仅仅是让细胞存活；而是在营养和氧气有限的系统中，促使"正确"的细胞扩增，同时保持自我更新和分化之间的微妙平衡。
将骨髓视为一个受定量分析和实验操作的活体生产系统，而非培养皿样本，帕尔森和他的团队建立了一个早期的骨髓"生产线"。这个培养系统持续补充营养物质流入、废物排出，并精细调整关键变量（如氧水平和收获细胞时机），以保持临床相关细胞群体的扩增。
1988年，他联合创办了第一家初创公司Aastrom Biosciences（现为Vericel Corporation），早期尝试将这种新的干细胞科学转化为可扩展的生产流程，使患者能够受益。
"长期以来，创办公司被认为不够'干净'，不是纯粹的学术行为，"帕尔回忆道，"当然，如今看法已经不同。但与其他学者不同，我一直非常适应在校园外运作。"
当加州大学圣地亚哥分校寻找具有组织工程优势的教师时，帕尔森是一个显而易见的选择。
从基因反向工程细胞代谢
1995年抵达加州大学圣地亚哥分校，同时担任工程和儿科教职的帕尔森继续探索如何测量——最终控制——体外的细胞行为。他也一直关注着新的有趣问题。
当全基因组测序（一种读取生物体完整遗传指令的方法）在1990年代末兴起时，帕尔森发现了一个值得他关注的新问题：能否用基于遗传信息的计算机模型来表示细胞的全部代谢，使科学家在进行任何实验室实验前就能预测生物体能做什么和不能做什么？
答案首先以1999年《生物化学杂志》上的一篇论文形式出现，由帕尔森和他实验室的研究生杰里米·S·爱德华兹（现为新墨西哥大学化学与化学生物学杰出教授）共同发表。这项工作使用首批完全测序的细菌基因组之一（流感嗜血杆菌Rd）作为蓝图，将生物体的代谢重建为单一、可计算的网络。具体来说，研究人员组装了一个大型反应图谱（488个反应作用于343种代谢物），然后使用化学计量"记账"方法来绘制细胞能力。
他们很快将这一策略扩展到旗舰生物体如大肠杆菌。在2000年《美国国家科学院院刊》的一篇论文中，帕尔森和爱德华兹完成了大肠杆菌代谢的计算机模拟（in silico）模型。这一模型被全球科学家用于设计和解释实验室实验，以及为工业目的工程化细菌菌株。
不断扩展的问题圈
正如科学中经常发生的那样，回答一个问题引出了一系列其他问题，帕尔森毫不畏惧地提出这些问题。
他们能否对整个生物体的基因调控进行建模，而不仅仅是其代谢？
答案是"可以"。帕尔森实验室的博士生马库斯·科弗特（现为斯坦福大学生物工程系Shriram讲席教授）领导的工作发表在2004年《自然》杂志上，展示了大肠杆菌基因调控系统的第一个全基因组规模计算模型。该模型识别出115种先前未知的调控机制，以及为先前未描述基因的新调控相互作用。
"我们已经证明，我们可以在基因组规模上反向工程细胞调控系统，"帕尔森在加州大学圣地亚哥分校雅各布斯工程学院的一份新闻稿中说，"然后利用该模型系统地获取关于细胞如何运作的新知识。"
他们能否将全基因组规模建模扩展到人类代谢？
同样，"可以"。2007年，帕尔森团队（包括娜塔莉·C·杜阿尔特、斯科特·A·贝克尔、尼玛·贾姆希迪、伊内斯·蒂勒、莫妮卡·L·莫、图伊·D·沃和罗西斯·斯里瓦斯）精心组装了一个《美国国家科学院院刊》上发表的首个此类代谢网络，包含3300多种已知的人类生化转化。该模型为寻找数百种人类代谢紊乱（从糖尿病到高胆固醇）的更好治疗方法提供了新途径。
这项工作后来在2013年《自然生物技术》杂志上的一篇高引用论文中得到扩展，描述了Recon 2，这是一个由社区驱动、共识构建的人类代谢模型。
来自帕尔森实验室的问题——以及答案——源源不断。
随着模型的成熟，帕尔森将它们从实验室推向初创公司。Genomatica早期就赌定"在硅中"生物学可以通过指导微生物制造化学品的设计来改变制造业；随后，GT Life Sciences（2008年）和Sinopia Biosciences（2014年，在加州大学圣地亚哥分校高通研究所创新空间孵化）将这种预测性、数据驱动的方法进一步深入产业和医学领域。
设计。构建。测试。学习。
与此同时，一个团队正在寻找合适人选来领导丹麦技术大学（DTU）的一个新型研究中心。
由诺和诺德基金会资助的新卓越中心将弥合传统学术界与产业界的鸿沟，并加强丹麦在先进生物加工和生物工程领域的地位。该计划的CEO必须具备学术研究卓越和创业经验的独特结合。
2010年12月，举行了诺和诺德基金会生物可持续发展中心的开幕仪式——帕尔森作为创始领导者。
随着中心从零开始创建，其研究团队最初专注于为微生物细胞工厂带来新的理解和控制水平，这些工厂使用微生物（如细菌、酵母或真菌），经过工程化以充当生物生产设施。
"微生物细胞用于制造许多产品——淡啤酒、胰岛素和工业酶，"帕尔森说，"这很大程度上是试错过程，一种'黑箱'空间。有更好的方法来工程化它们，教会它们做你想让它们做的事情。"
帕尔森所设想的改进方法是利用基础遗传学构建模型，然后利用这些模型的预测来操纵基因组，创造更好的微生物"生产宿主"。帕尔森和他的同事们将这一过程提升为一个集成循环：设计、构建、测试、学习，然后重复。这种方法很快结出硕果。
该团队的标志性成就之一涉及中国仓鼠卵巢（CHO）细胞——这些微小的"劳模"生产许多治疗性蛋白质，包括用于治疗癌症、糖尿病和自身免疫性疾病的治疗方法。帕尔森及其同事在2011年对CHO基因组进行了测序，为该领域提供了参考图谱，使科学家能够更好地找到方向。
除CHO外，该中心成为可持续生物技术的引擎：团队使用"设计-构建-测试-学习"循环将细胞转化为有用分子的可靠生产者，然后将最佳想法推进到通常的学术终点之外。影响不仅仅是论文；它体现在实际产品和工业实践中，从发酵制成的成分和特种化学品，到生物制造的褪黑素以及农业的新生物学方法。
到帕尔森2022年辞去诺和诺德基金会生物可持续发展中心CEO职务时，该中心已发表1800多篇研究论文；孵化了35多家公司；并在该领域启动了数百个杰出的职业生涯。
继续"让事情发生"
回到加州大学圣地亚哥分校，帕尔森保留了他的职位，并增加了与大学高通研究所的联系，他的系统生物学研究小组继续产出高水平研究。
该小组阐明了广泛的主题——团队为可能的生命起源提供了见解（这也对设计新型碳捕获方法以应对气候变化有影响），并开发了一种将细菌用作"活体试管"来研究人类基因突变并快速筛选潜在药物用途的化学物质的方法。
帕尔森一直关注的问题之一是致病因子对现有药物的日益增长的耐药性。
"抗菌素耐药性将成为21世纪医学的主要挑战，"帕尔森说，"预计未来几十年将有数千万人死于抗菌素耐药性。"
通过将全面的细菌菌株基因组数据库（包括那些表明其毒力和耐药性的数据）与临床数据通过大数据分析相结合，帕尔森相信模型可以开始提供对患者护理重要的信息。
他给出的一个例子是尿路感染：他的小组此前发现，大肠杆菌的基因特征可以表明哪些感染更可能进展为脓毒症——换句话说，那些具有附着膀胱、穿越组织屏障并到达血液的分子工具的菌株。原则上，这些基因集可以成为生物标志物，及早标记高风险感染并更快升级护理，以获得更好的患者结果。
帕尔森正在探索这种方法的商业潜力，同时领导一项410万美元的分包合同，用于美国国防高级研究计划局（DARPA）项目（通过主承包商CFD Research Corporation），构建并应用大肠杆菌的全细胞"数字孪生"模型。希望这个数字孪生体将用于预测大肠杆菌如何对抗生素产生反应以及如何对抗耐药性。此外，数字孪生体还将应用于设计从植物生物质副产品生产有价值化学物质的菌株。
领导者的传承
帕尔森一直被科睿唯安的"高被引研究人员"（基于Web of Science数据）列为全球被引用次数最多的研究人员之一，已积累超过137,000次引用，并塑造了整合计算生物学领域。他自2006年以来一直是美国国家工程院院士，并于去年当选为美国国家发明家科学院院士。
但当被问及最引以为豪的是什么时，帕尔森表示，不是这些荣誉，甚至不是某个特定的突破或成功的公司。相反，是他的"人类传承"。
"实际上，我认为是我的学生们，"他说，"前几天我庆祝了当教授40周年。我们在市中心凯悦酒店的40楼举行了庆祝活动。活动名为'40楼上的40周年'。我150名博士生和博士后中约有120人出席。我意识到他们中的许多人在商业或学术上都取得了巨大成功。"
"我的学生们做了了不起的事情，这真正是一位教授的传承所在。"
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