60%的產(chǎn)品可通過合成生物技術(shù)制造生產(chǎn) 合成生物行業(yè)正在進入爆發(fā)期

• 吳澳燕 2022年12月26日 來源：證券時報 互聯(lián)網(wǎng) 1141 73
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合成生物學(xué)是指在工程化策略指導(dǎo)下有目的地設(shè)計合成標準化生物元件，具有不同功能的生物元件按照一定邏輯構(gòu)建基因線路，不同基因線路組裝集成系統(tǒng)，獲得具有特定功能的人工生命系統(tǒng)。

合成生物學(xué)是指在工程化策略指導(dǎo)下有目的地設(shè)計合成標準化生物元件，具有不同功能的生物元件按照一定邏輯構(gòu)建基因線路，不同基因線路組裝集成系統(tǒng)，獲得具有特定功能的人工生命系統(tǒng)。

合成生物學(xué)匯聚并融合了生命科學(xué)、工程學(xué)和信息科學(xué)等諸多學(xué)科，在天然產(chǎn)物合成、化學(xué)工業(yè)、生物能源、生物醫(yī)藥等諸多領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景。

合成生物行業(yè)應(yīng)用場景

現(xiàn)階段，合成生物技術(shù)的成果已經(jīng)在醫(yī)藥、能源、化學(xué)品、環(huán)保和食品等很多領(lǐng)域表現(xiàn)出了極大的應(yīng)用價值。從技術(shù)方面來講，合成生物學(xué)可以分為：基于全細胞層面的生物技術(shù)以及基于生命遺傳分子層面的生物技術(shù);而其應(yīng)用也對應(yīng)著全細胞應(yīng)用和生命分子的應(yīng)用。

從產(chǎn)業(yè)的角度來看，合成生物學(xué)是一個想象空間巨大的行業(yè)。因為它本質(zhì)上其實是一種方法學(xué)，是一種新的生產(chǎn)方式。合成生物技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，包括化工產(chǎn)品、食品原料、環(huán)境處理、生物能源、藥物中間體等等。比如凱賽生物就是用合成生物學(xué)的技術(shù)規(guī)?；a(chǎn)新型材料，包括長鏈二元酸(一種生物材料，可以用來合成香料、藥品、特種尼龍、聚酰胺熱熔膠等一系列高附加值的特殊化學(xué)品)、生物基聚酰胺等。而黃華博士所在的瑞德林現(xiàn)主要利用生物催化元件——酶的前端改造，擅長深度探索酶的產(chǎn)業(yè)催化應(yīng)用。

由于合成生物工業(yè)應(yīng)用歷史相對較短，所以當今市場上廣泛應(yīng)用的產(chǎn)品仍以傳統(tǒng)化學(xué)工藝生產(chǎn)為主，而大宗的合成生物產(chǎn)品種類并不多，比較典型的實例有胰島素、二元酸、玻尿酸、丙氨酸、1, 3-丙二醇、7-ACA等。隨著合成生物技術(shù)的不斷升級，該技術(shù)能規(guī)?；a(chǎn)的產(chǎn)品種類也會越來越多，最近比較典型的實例有合成生物技術(shù)改造的工業(yè)菌度發(fā)酵生產(chǎn)青蒿素、麻黃堿、紅景天苷、甘草次酸等傳統(tǒng)植物提取技術(shù)產(chǎn)品。

如今,合成生物已深入各行各業(yè)。在食品領(lǐng)域,合成生物技術(shù)可以通過合成酵母制造出一塊以假亂真的人造肉;在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域,該技術(shù)可以借由改造噬菌體制成減少農(nóng)藥使用的微生物菌劑;在醫(yī)療領(lǐng)域,利用該技術(shù)分析病毒基因可以實現(xiàn)mRNA疫苗的快速制備;在化學(xué)品領(lǐng)域,用生物法制備戊二胺可用廣泛應(yīng)用于尼龍的生產(chǎn)。

60%的產(chǎn)品可通過合成生物技術(shù)制造生產(chǎn)

合成生物被譽為生命科學(xué)領(lǐng)域最前沿的學(xué)科，是繼“DNA雙螺旋發(fā)現(xiàn)”和“人類基因組測序計劃”之后，有望掀起第三次生物技術(shù)革命的學(xué)科。合成生物采用工程科學(xué)研究理念和策略，能夠?qū)ι到y(tǒng)進行有目標的設(shè)計、改造乃至重新合成，可實現(xiàn)對細胞行為的精準調(diào)控，定向生產(chǎn)目標產(chǎn)品，以“生物造萬物”。

作為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)技術(shù)之一，合成生物學(xué)最大的特點就是能夠改變傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式，替代原來的石化基來源及動物提取、植物提取、化學(xué)提取等，這將顛覆農(nóng)業(yè)、生物醫(yī)藥、能源與新材料的生產(chǎn)方式，并大幅降低生產(chǎn)成本、縮短產(chǎn)品周期。未來，60%的產(chǎn)品都可以通過合成生物技術(shù)制造生產(chǎn)。

以青蒿素為例，中國作為青蒿素的發(fā)明國，供應(yīng)全球80%種植青蒿。但是因為技術(shù)問題，只能盤踞低端原料市場，通過植物提取，一噸黃花蒿只能提取6-8公斤青蒿素。而美國利用合成生物科技，5萬畝的種植青蒿只需要100立方米的細胞工廠進行同等生產(chǎn)，單支成本價格只需要幾美分，并可生產(chǎn)供應(yīng)全球80%的青蒿素。

除了對于生產(chǎn)方式的變革之外，合成生物還能夠改變?nèi)藗兊囊率匙⌒嗅t(yī)用等生活的方方面面。比如通過生物反應(yīng)器中的細胞，可能生產(chǎn)人造肉、人造奶、生物染料、植物香料、生物燃料、汽車外殼等，也可以制造一種分子上與蜘蛛絲完全相同的合成材料來生產(chǎn)人工骨骼或軍事防彈衣等。

合成生物行業(yè)正在進入爆發(fā)期

合成生物學(xué)下游應(yīng)用領(lǐng)域在醫(yī)療健康、科研及工業(yè)化學(xué)品等，2026年其全球市場規(guī)模有望達307億美元。細分合成生物學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域，醫(yī)療健康和科研是最大的兩個下游市場，分別占比39.5%和27.8%，2021年全球合成生物學(xué)市場規(guī)模為95億美元，根據(jù)MarketsandMarkets預(yù)測，到2026年全球合成生物學(xué)市場規(guī)模有望達到307億美元，年復(fù)合增速達26%。

數(shù)據(jù)顯示，目前國外從事合成生物學(xué)領(lǐng)域的相關(guān)企業(yè)已達500家，國內(nèi)公司也有數(shù)十家。2022年開年至今，國內(nèi)至少有22家合成生物公司宣布完成融資。

就現(xiàn)階段而言，合成生物學(xué)落地的主要場景仍聚焦在通過改造微生物，來生產(chǎn)具有高附加值、通過傳統(tǒng)方法化學(xué)生產(chǎn)成本較高、碳排放較大或難以大量獲得的產(chǎn)品。也就是說，以微生物發(fā)酵工藝為基礎(chǔ)，歷經(jīng)菌株篩選及培育、高效發(fā)酵工藝、純化工藝調(diào)控等環(huán)節(jié)，定向生產(chǎn)目標產(chǎn)品是合成生物技術(shù)應(yīng)用的一大主要方向。

而在發(fā)酵制造領(lǐng)域，我國是發(fā)酵大國，發(fā)酵規(guī)模已占全球發(fā)酵規(guī)模的 60-70%。目前我國利用生物發(fā)酵制造的原料產(chǎn)品已經(jīng)廣泛應(yīng)用于食品、化妝品、飼料、醫(yī)藥等多個行業(yè)之中。國內(nèi)也有不少企業(yè)掌握微生物發(fā)酵技術(shù)的核心優(yōu)勢。

從目前合成生物產(chǎn)業(yè)的發(fā)展格局來看，合成生物公司通常可分為上游公司和下游公司。上游為技術(shù)賦能公司，可提供關(guān)鍵的技術(shù)及產(chǎn)品支持，例如DNA測序、合成、基因編輯、生物信息學(xué)等生物合成所必須的生產(chǎn)資料與技術(shù)能力等。下游為產(chǎn)品應(yīng)用公司，企業(yè)核心能力除產(chǎn)品所涉及的菌種和基因等技術(shù)能力以外，還包括產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)和商業(yè)推廣能力，涵蓋醫(yī)療、食品、材料及護膚品等多領(lǐng)域。

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