如何讓牛奶過敏的人能夠正常喝牛奶？如何在酒桌上“千杯不醉”？如何讓植物肉散發(fā)出真實肉的香味？這些看似違背常識的問題，如今卻都能夠通過合成生物技術(shù)實現(xiàn)。其實合成生物技術(shù)對我們來說并不陌生，幾千年前我國老百姓在釀酒、炮制中藥的過程中就有使用。而在今天，合成生物更是迎來了發(fā)展的黃金時期。

合成生物學(xué)是上海加快布局的“未來產(chǎn)業(yè)”，為推動該領(lǐng)域的科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)發(fā)展，4月14日，上海官方宣布正式成立新型研發(fā)機(jī)構(gòu)上海合成生物學(xué)創(chuàng)新中心。上海市副市長劉多表示，合成生物學(xué)是匯集于生物學(xué)、基因組學(xué)、工程學(xué)和信息學(xué)等多種學(xué)科的交叉學(xué)科，是繼DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)、基因組測序之后的第三次生物科技革命，已成為世界各國增強(qiáng)核心競爭力、塑造發(fā)展新動能的關(guān)鍵領(lǐng)域，也是上海正在搶抓機(jī)遇、加快布局的前沿新賽道。

2023年9月，上海市發(fā)布了《加快合成生物創(chuàng)新策源 打造高端生物制造產(chǎn)業(yè)集群行動方案（2023—2025年）》，圍繞“建設(shè)合成生物創(chuàng)新策源高地，打造高端生物制造產(chǎn)業(yè)集群，推進(jìn)合成生物技術(shù)在生物醫(yī)藥、先進(jìn)材料、消費(fèi)品、能源和環(huán)保等5大領(lǐng)域發(fā)展應(yīng)用”的總體目標(biāo)，提出了加強(qiáng)基礎(chǔ)與應(yīng)用研究、推動產(chǎn)業(yè)化項目落地、賦能優(yōu)質(zhì)企業(yè)梯隊成長等9項重點(diǎn)任務(wù)，并在政策支持、資金保障、產(chǎn)品推廣、人才引育、開放合作等方面強(qiáng)化服務(wù)保障，全力支持合成生物學(xué)高質(zhì)量發(fā)展。

“成立上海合成生物學(xué)創(chuàng)新中心，是落實行動方案的一項重要舉措。創(chuàng)新中心要按照運(yùn)行機(jī)制市場化、用人機(jī)制國際化、研發(fā)轉(zhuǎn)化一體化的模式，依托上海在合成生物學(xué)領(lǐng)域先發(fā)的科研實力、國際化的合作網(wǎng)絡(luò)和完備的工業(yè)體系，加快推進(jìn)合成生物科技創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，積極地融入全球科技資源網(wǎng)絡(luò)，攜手共促高質(zhì)量發(fā)展。”劉多說。

合成生物成新風(fēng)口

合成生物學(xué)是一項基于工程化理念的跨學(xué)科領(lǐng)域，結(jié)合多學(xué)科知識，為改造和創(chuàng)造人造生命體系提供了獨(dú)特的視角。自21世紀(jì)初問世以來，合成生物學(xué)經(jīng)歷了DNA工程、生物分子工程、宿主工程、計算機(jī)技術(shù)等多個方向的技術(shù)突破，已經(jīng)發(fā)展成為了一門高度體系化的學(xué)科，是當(dāng)下新風(fēng)口。

從廣義的產(chǎn)業(yè)分類而言，合成生物學(xué)產(chǎn)業(yè)可被界定為以生物基材料替代化石基材料、以生物技術(shù)路線替代傳統(tǒng)化工技術(shù)路線的科技產(chǎn)業(yè)。在雙碳減排成為產(chǎn)業(yè)發(fā)展主旋律的當(dāng)下，發(fā)展好合成生物學(xué)具備尤為重要的戰(zhàn)略意義。

全球合成生物學(xué)產(chǎn)業(yè)正處在高速發(fā)展期。根據(jù)BCG發(fā)布的《中國合成生物產(chǎn)業(yè)白皮書2024》，全球合成生物學(xué)產(chǎn)業(yè)過去五年經(jīng)歷了高速增長，市場規(guī)模從2018年的53億美元增長到2023年的超過170億美元，平均年增長率達(dá)27%。預(yù)計全球合成生物市場在可見的未來仍將保持較快發(fā)展勢頭，在2028年將成長為體量達(dá)到近500億美元的全球型市場。

合成生物學(xué)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶來了一大批行業(yè)應(yīng)用場景。近期（五年以內(nèi)）工業(yè)化成果主要圍繞各大領(lǐng)域中先發(fā)探索話題的散點(diǎn)突破，如化學(xué)和材料中的部分基礎(chǔ)化學(xué)品及聚合物，農(nóng)業(yè)和食品中的少數(shù)食品添加劑、植物蛋白及發(fā)酵蛋白作為替代蛋白，醫(yī)療保健中創(chuàng)新細(xì)胞和基因療法、部分原料藥合成，以及消費(fèi)品中的部分功能性小分子和重組膠原蛋白技術(shù)等；在中期（五至十年間），圍繞各大領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)一步拓展，并實現(xiàn)部分全新子品類的技術(shù)突破和規(guī)模化生產(chǎn)，如材料領(lǐng)域的高性能蛋白、食品領(lǐng)域的細(xì)胞培養(yǎng)蛋白、農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的共生固氮技術(shù)、醫(yī)藥領(lǐng)域的工程菌療法等。

此外，在遠(yuǎn)期（超過十年），合成生物學(xué)一方面有望在熱門應(yīng)用領(lǐng)域中在當(dāng)前科研尚處早期或技術(shù)瓶頸較大的話題上實現(xiàn)工業(yè)化跑通，如活體功能材料、光合作用優(yōu)化、器官再生等，另一方面，也預(yù)期將在生物質(zhì)燃料、環(huán)保等新領(lǐng)域進(jìn)一步發(fā)揮作用。

有券商醫(yī)藥行業(yè)分析師對21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報道記者表示，合成生物學(xué)是一個非常有發(fā)展前景的研究領(lǐng)域，其正在掀起第三次生物技術(shù)革命，科學(xué)成果將為所有人帶來巨大的價值。加之生物科技領(lǐng)域現(xiàn)有研究正面臨多項挑戰(zhàn)，而合成生物學(xué)技術(shù)將發(fā)揮重大作用。

“但是，也需要發(fā)現(xiàn)，合成生物學(xué)誕生至今有二十多年，但它還是一個非常年輕的學(xué)科，正處于初期的發(fā)展階段，市場需要以動態(tài)視角看合成生物學(xué)這一學(xué)科的發(fā)展。”上述分析師說。

中信證券研報指出，目前，東麗、DSM、索維爾、奇華頓、雀巢等各行業(yè)全球龍頭公司均在合成生物學(xué)領(lǐng)域有所布局。傳統(tǒng)領(lǐng)域巨頭的積極探索有助于加快合成生物學(xué)作為新興技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)度和對各行業(yè)的變革，看好擁有先發(fā)優(yōu)勢、豐富產(chǎn)品管線和工程化能力的相關(guān)合成生物學(xué)龍頭企業(yè)。

如何尋找新的嘗試與突破？

盡管合成生物學(xué)在眾多下游領(lǐng)域均有廣闊的應(yīng)用前景，但受限于技術(shù)成熟度和市場拓展等因素，下游各領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)度（結(jié)合通過產(chǎn)業(yè)化案例數(shù)和對應(yīng)的市場規(guī)模判斷）各不相同。

不少業(yè)內(nèi)人士對21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報道指出，當(dāng)下合成生物學(xué)仍存在技術(shù)壁壘、倫理問題以及市場發(fā)展問題，但隨著研究體系的增長，良好的人才儲備，我們?nèi)源嬖谝欢ǖ膬?yōu)勢。 在未來合成生物會進(jìn)行轉(zhuǎn)換與升級，如何尋找新的嘗試與突破，也是未來的趨勢。

《中國合成生物產(chǎn)業(yè)白皮書2024》也指出，當(dāng)前，兩個層面的因素影響合成生物應(yīng)用的普及。一方面，技術(shù)成熟周期。一項合成生物技術(shù)從科學(xué)理論發(fā)展成為商業(yè)應(yīng)用需要多久的時間，在很大程度上影響了相關(guān)應(yīng)用場景的普及。由于復(fù)雜技術(shù)的發(fā)展歷程是非線性的，且技術(shù)發(fā)展的過程中常伴隨大量偶發(fā)事件，技術(shù)發(fā)展時間具有高度不確定性。

但從技術(shù)到商業(yè)應(yīng)用，有兩項關(guān)鍵里程碑：其一，應(yīng)用規(guī)模。如果科學(xué)家能證明實驗室技術(shù)可以在工業(yè)規(guī)模下跑通，那么該項技術(shù)具備初步應(yīng)用的前提。在實務(wù)中，大量技術(shù)路徑失敗的原因就是無法從實驗室級別放大為工業(yè)級。例如，在生物反應(yīng)器中制造酵母每年至少需要600千升的規(guī)模，而制造動物細(xì)胞僅需45千升。技術(shù)的工業(yè)化規(guī)模提升是一個艱苦卓絕的過程。其二，推廣成本：新技術(shù)得到推廣的必要條件是能將產(chǎn)品生產(chǎn)成本降至傳統(tǒng)技術(shù)以下。在工業(yè)化技術(shù)推廣路徑中，將生產(chǎn)設(shè)施盡可能靠近原料來源是優(yōu)化成本的主要路徑之一。

另一方面，技術(shù)傳播度。技術(shù)傳播度是指一項技術(shù)獲得行業(yè)認(rèn)可的程度。技術(shù)傳播度受到一系列因素的影響，包括監(jiān)管法規(guī)、行業(yè)集中度、投資、產(chǎn)品性質(zhì)、稀缺程度等。此外，技術(shù)傳播速度也取決于產(chǎn)業(yè)生態(tài)成熟，以及技術(shù)人才、技術(shù)伙伴和產(chǎn)業(yè)鏈的可得性。

在尋求突破層面，劉多指出，創(chuàng)新中心加快實現(xiàn)三個提升，具體而言：

一是提升科技創(chuàng)新策源能力。圍繞“國際化合成生物學(xué)技術(shù)創(chuàng)新策源地”的戰(zhàn)略定位，聯(lián)合高校院所、重大科技基礎(chǔ)設(shè)施和科技型企業(yè)等各類主體，強(qiáng)化協(xié)同合作，面向合成生物學(xué)前沿技術(shù)和未來應(yīng)用，大力推進(jìn)原創(chuàng)性、顛覆性科技創(chuàng)新，努力產(chǎn)出一批標(biāo)志性成果。

二是提升成果轉(zhuǎn)化和產(chǎn)業(yè)化效能。建好用好高價值分子轉(zhuǎn)化平臺等三個轉(zhuǎn)化平臺，系統(tǒng)性解決合成生物轉(zhuǎn)化過程中的重大工程難題，實現(xiàn)一批具有核心競爭力的轉(zhuǎn)化項目。同時，加快建立健全多元化資金投入機(jī)制，推動優(yōu)質(zhì)項目在重點(diǎn)區(qū)落地，培育壯大合成生物產(chǎn)業(yè)集群。

三是提升國際交流合作水平。主動加強(qiáng)與國際合作伙伴的溝通對接，持續(xù)拓展全球關(guān)系網(wǎng)絡(luò)，深化與國內(nèi)外高校、科研機(jī)構(gòu)、非營利組織、領(lǐng)軍企業(yè)等的產(chǎn)學(xué)研協(xié)作，引育更多高水平的領(lǐng)軍人才，形成更多具有重大應(yīng)用價值的合作項目，共同為全球合成生物學(xué)創(chuàng)新發(fā)展集聚新動能、激發(fā)新活力。

上海合成生物學(xué)創(chuàng)新中心戰(zhàn)略發(fā)展委員會主席、北京清華工業(yè)開發(fā)研究院院長金勤獻(xiàn)也在接受記者采訪時表示，上海合成生物學(xué)創(chuàng)新中心將依托上海在合成生物學(xué)領(lǐng)域先發(fā)的科研實力、國際化的合作網(wǎng)絡(luò)和完備的工業(yè)體系，抓住合成生物學(xué)重構(gòu)世界經(jīng)濟(jì)格局的歷史機(jī)遇，以產(chǎn)業(yè)落地為導(dǎo)向，建設(shè)合成生物學(xué)領(lǐng)域全球領(lǐng)先的開放合作體系、工程轉(zhuǎn)化體系和產(chǎn)業(yè)發(fā)展體系，形成創(chuàng)新鏈、產(chǎn)業(yè)鏈和人才鏈相融合的合成生物學(xué)創(chuàng)新生態(tài)，打造具有全球“燈塔”地位的合成生物學(xué)產(chǎn)業(yè)集群。

轉(zhuǎn)載來源：21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報道 作者：季媛媛