合成生物產(chǎn)業(yè)鏈分析
1.合成生物學(xué)簡述
1.1.合成生物學(xué)概述
合成生物學(xué)（syntheticbiology），又稱為工程生物學(xué)，該學(xué)科是結(jié)合了生命科學(xué)觀察分析方法和工程學(xué)設(shè)計思維的學(xué)科。在生物合成基本規(guī)律的基礎(chǔ)上，通過工程方法設(shè)計新的生物系統(tǒng)，或者改造舊的生物代謝過程，甚至從頭合成有特定功能的生物系統(tǒng)，從而實現(xiàn)新的功能或者新物質(zhì)合成。
縱觀合成生物學(xué)，包含了生物學(xué)、化學(xué)、信息學(xué)、工程學(xué)、數(shù)學(xué)和計算模型的科學(xué)工具和原理，是21世紀(jì)生物學(xué)領(lǐng)域的新型交叉學(xué)科，被稱為繼“DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)”、“基因組技術(shù)”之后的第三次生物科技革命。
與化學(xué)合成法相比，合成生物學(xué)工藝符合低碳發(fā)展的方向，在合適工藝條件下，能夠以較低成本，較高效率的方式來運作。相較于天然提取法，合成生物學(xué)在合適工藝條件下也表現(xiàn)出效率高，成本低，非資源依賴等特點。但目前全球的合成生物學(xué)仍處于發(fā)展的初級階段，未來機遇與挑戰(zhàn)并存。
1.2.合成生物學(xué)分類
與傳統(tǒng)生物學(xué)通過解剖生命體以研究其內(nèi)在構(gòu)造的方法不同，合成生物學(xué)則是從最基本的要素開始一步步的建立零部件。按照合成底層技術(shù)不同，合成生物學(xué)可以分為基于細(xì)胞的合成生物學(xué)以及無細(xì)胞合成生物學(xué)（cell-free syntheticbiology）。前者是利用活體工程細(xì)菌來構(gòu)建細(xì)胞工廠從而生產(chǎn)出所需物質(zhì)。后者利用非生物系統(tǒng)，在體外添加DNA模板以維持基因轉(zhuǎn)錄、蛋白質(zhì)翻譯或代謝過程運轉(zhuǎn)，從而合成目標(biāo)產(chǎn)品。
面對合成生物學(xué)難以標(biāo)準(zhǔn)化、不可預(yù)見性、不相容性及高復(fù)雜度的挑戰(zhàn)，無細(xì)胞合成生物學(xué)手段展現(xiàn)其優(yōu)秀特質(zhì)，能夠只專注于目標(biāo)代謝網(wǎng)絡(luò)/目標(biāo)產(chǎn)物合成路線，元件相容性更高且更易實行標(biāo)準(zhǔn)化操作，結(jié)合工程化技術(shù)提供最大化合成效率及效益。
1.3.合成生物學(xué)發(fā)展歷史沿革
1953年，Miller通過放電合成氨基酸，模擬原始地球的有機物發(fā)生過程；
1965年，中國合成了第一個人工合成蛋白質(zhì)，結(jié)晶牛胰島素；
1968年，Khorana等合成了核苷酸及基因密碼子；
1973年，Khorana又合成了具有126個核苷酸對的大腸桿菌酪氨酸t(yī)RNA基因，但并沒有轉(zhuǎn)錄功能；同年11月，Stanley Cohen和Herbert Boyle等精準(zhǔn)地把基因或者DNA片段插入其他細(xì)胞中，從而建立了重組DNA技術(shù)；
1977年，美國加州大學(xué)的Boyer等用化學(xué)方法合成了人生長激素抑制因子的基因；
1978年，Genentech公司生產(chǎn)出首個用于人類胰島素的重組DNA；
1979年，Khorana等合成了酪氨酸阻遏tRNA以及酪氨酸他RNA基因；
1980年，B.Hoborn第一次使用“合成生物學(xué)”(Synthetic Biology)作為論文題目并發(fā)表于學(xué)術(shù)期刊上，他用“合成生物學(xué)”描述通過重組基因組技術(shù)改造的細(xì)菌仍然能夠正常存活這一現(xiàn)象。
1981年，中國合成酵母丙氨酸轉(zhuǎn)移核糖核酸；
1990年，人類基因組計劃的啟動；
2000年，Gardner等在大腸桿菌中構(gòu)建了基因開關(guān)（Toggle switch），一個合成的雙穩(wěn)態(tài)基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)；Elowitz等構(gòu)建了第一個合成的生物振蕩器——壓縮震蕩子（Repressilator）這兩項事件標(biāo)志著合成生物學(xué)作為一項新的領(lǐng)域正式產(chǎn)生。同年，Brenner等設(shè)計向細(xì)胞DNA參入天然不存在的堿基的方法來發(fā)展人工遺傳系統(tǒng)，支持人工生命形式。
2000年，庫爾（E.Kool）等學(xué)者在美國化學(xué)年會上再一次用“合成生物學(xué)”描述生物系統(tǒng)中非天然存在的功能性有機分子的合成，至此合成生物學(xué)的概念才被學(xué)術(shù)界公認(rèn)并開始受到關(guān)注，但此時的合成生物學(xué)只是遺傳工程的延續(xù)，并未獨立發(fā)展。同年，《自然》（Nature）雜志報道了人工合成基因線路研究成果。
2001年，Schultz實驗室向大腸桿菌蛋白質(zhì)生物合成裝置中添入新的組分（tRNA/氨酰-tRNA合成酶組合），使之能通過基因生成非天然的氨基酸。
2002年，美國Wimmer實驗室，使用已知基因組序列，利用化學(xué)合成的方法，制造了歷史上第一個人工合成的病毒——脊髓灰質(zhì)炎病毒，實現(xiàn)了人工合成感染性病毒。
2003年，美國J.Craig Venter實驗室合成了5.8×105堿基對的生殖道支原體(Mycoplasma genitalium)全基因組，首次實現(xiàn)了人工合成微生物基因組。同年7月，Keasling等在美國勞倫斯伯克利國家實驗室設(shè)立合成生物學(xué)部，并在大腸桿菌中成功地建立了合成青蒿素的網(wǎng)絡(luò)，使得青蒿素的價格降低到原來的1/10。
2004年，第一次合成生物學(xué)會議在美國麻省理工學(xué)院舉行，同年，MIT舉辦了第一屆iGEM競賽，該競賽為合成生物學(xué)領(lǐng)域最高水平的國際學(xué)術(shù)競賽。
2008年，美國Smith等人報道了世界上第一個完全由人工化學(xué)合成、組裝的細(xì)菌基因組。8月份，他們又成功地將該基因組轉(zhuǎn)入到Mycoplasma genitalium宿主細(xì)胞中，獲得了具有生存能力的新菌株。同年，美國加州大學(xué)洛杉磯分校的研究人員以大腸桿菌為材料，改變其氨基酸生物合成路徑，成功產(chǎn)出生物燃料異丁醇。
2010年5月，J.Craig Venter實驗室報道了首例“人造細(xì)胞”的誕生，并將其命名為“辛西婭”（意為“人造兒”）。他們利用化學(xué)方法合成基因組，將其植入一個去除原有遺傳物質(zhì)的單細(xì)胞細(xì)菌(山羊支原體)中，使這個受體細(xì)胞可以在實驗室進行繁殖，使之成為“地球上第一個由人類制造的可以進行自我復(fù)制的新物種”，向人造生命形式邁出關(guān)鍵的一步。該研究顛覆了有關(guān)生命屬性的經(jīng)典認(rèn)識，在全世界引起轟動。
2010年12月，Science雜志將合成生物學(xué)評為年度十大科學(xué)突破之一。
2011年，美國約翰霍普金斯大學(xué)醫(yī)學(xué)院等機構(gòu)的研究人員首次人工合成一種真核生物-酵母的部分基因組。該研究是世界上首次成功合成真核生物部分基因組，標(biāo)志著人工合成生物基因組的研究方向又向前邁了重要的一步。
2012年，CRISPR-CAS9系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)。
2013年，美國加州大學(xué)伯克利杰伊D科斯林教授課題組耗時十年，成功合成出具有抗瘧藥性的半合成（微生物合成加化學(xué)合成）青蒿素，并由阿米瑞斯生物技術(shù)公司商業(yè)化生產(chǎn)，相關(guān)研究成果發(fā)表在2013年4月25日英國《自然》雜志上，該成果首次證明了CRISPR/Cas9系統(tǒng)能夠用于哺乳動物細(xì)胞基因組的編輯。
2014年，首次人工合成酵母基因組染色體，并在酵母細(xì)胞內(nèi)正常發(fā)揮功能，同年CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)獲得美國專利授權(quán)。
2015年，美國斯坦福大學(xué)的研究人員利用基因改造的酵母，實現(xiàn)了阿片類藥物的全合成，這種人造酵母的20多種基因來自酵母、植物和細(xì)菌，甚至還有一段來自嚙齒類動物，它能夠把糖轉(zhuǎn)化為蒂巴因（thebaine）-嗎啡類止痛藥物的關(guān)鍵前驅(qū)體，這項工作將復(fù)雜的代謝途徑轉(zhuǎn)移到微生物中，充分展示了合成生物學(xué)的復(fù)雜性。
2016年，世界上首個人工合成基因組細(xì)胞生物-辛西婭3.0誕生，只有473個基因，最簡生命成為未來人造生命的基石。
2017年，由中國、美國、英國等多個國家科學(xué)家參與的“人工合成酵母菌基因組計劃”取得突破性進展，成功設(shè)計并合成了釀酒酵母菌的5條染色體（其中4條由中國科學(xué)家完成），培育出一種既能存儲又能檢索的人造遺傳信息的半合成生物體，向“全人工再造生命”邁進了一大步。這一成果刊登在2017年3月10日美國《科學(xué)》雜志封面。
2023年3月，Ansa Biotechnologies公司宣布成功從頭合成出世界上最長的DNA寡核苷酸，該序列長達(dá)1005個堿基，編碼了可用于基因治療的AAV載體的一部分。
2023年3月22日英國生物技術(shù)公司3D Bio-Tissues（3DBT）宣布成功研發(fā)出“全球首款”100%人工培養(yǎng)肉排。這是一款“世界首創(chuàng)”，無植物支架，完全使用豬細(xì)胞生長出來的肉排產(chǎn)品。
2023年7月1日，美國領(lǐng)先的人工培養(yǎng)肉類、家禽和海鮮公司UPSIDEFoods宣布，其通過真實動物細(xì)胞直接培養(yǎng)的雞肉已在加利福尼亞舊金山的米其林星級餐廳BarCrenn首次亮相。
綜上，可以把合成生物學(xué)的發(fā)展分為四個階段，第一階段在2005年以前，這一階段以基因線路在代謝工程領(lǐng)域的應(yīng)用為代表，這一時期的典型成果是青蒿素前體在大腸桿菌中的合成。
第二階段為2005年-2011年。這一階段基礎(chǔ)研究快速發(fā)展，合成生物學(xué)研究開發(fā)總體上處于工程化理念日漸深入、使能技術(shù)平臺得到重視、工程方法和工具不斷積淀的階段，體現(xiàn)出“工程生物學(xué)”的早期發(fā)展特點。
第三階段為2011-2015年：基因組編輯的效率大幅提升，合成生物學(xué)技術(shù)開發(fā)和應(yīng)用不斷拓展，其應(yīng)用領(lǐng)域從生物基化學(xué)品、生物能源擴展至疾病診斷、藥物和疫苗開發(fā)、作物育種、環(huán)境監(jiān)測等諸多領(lǐng)域。
第四階段為2015年及以后，合成生物學(xué)的“設(shè)計—構(gòu)建—測試”循環(huán)擴展至“設(shè)計—構(gòu)建—測試—學(xué)習(xí)”，“半導(dǎo)體合成生物學(xué)”、“工程生物學(xué)”等理念或?qū)W科的提出，生物技術(shù)與信息技術(shù)融合發(fā)展的特點愈加明顯。
2.合成生物學(xué)開發(fā)策略：
DBTL策略概述
合成生物學(xué)和生物工程主要依靠“設(shè)計（design）-構(gòu)建（Building）-驗證（Test）-學(xué)習(xí)（Learning），簡稱DBTL”循環(huán)解決應(yīng)用問題。其中“D”是指Design設(shè)計，即在學(xué)習(xí)抽象自然生命系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，對自然生物系統(tǒng)“重新編程”，或從頭設(shè)計具有全新特征的人工生命體系；“B”是指Build建造，即通過“讀，寫，改”技
術(shù)，在細(xì)胞體內(nèi)進行新功能基因模塊的搭建?！癟”是指Test測試，在實驗室中對構(gòu)建出來的生物系統(tǒng)進行測試分析，以提供大量數(shù)據(jù)用于后續(xù)學(xué)習(xí)和迭代升級。“L”是指Learning學(xué)習(xí)，指根據(jù)測試結(jié)果，結(jié)合代謝模型分析，進一步學(xué)習(xí)，并改進調(diào)整設(shè)計方案；如發(fā)現(xiàn)其他副產(chǎn)物產(chǎn)量很高，那就需要進入下一輪的DBTL循環(huán)，再次設(shè)計，編輯改進底盤細(xì)胞的基因，關(guān)掉不重要支路，加強合成途徑。
3.合成生物產(chǎn)業(yè)鏈簡述
3.1.合成生物產(chǎn)業(yè)鏈上游概述
從產(chǎn)業(yè)鏈角度看，合成生物學(xué)產(chǎn)業(yè)鏈的上游企業(yè)主要對應(yīng)的是原料、基礎(chǔ)技術(shù)和生物工藝裝備等企業(yè)。其中原料包括可再生物質(zhì)，如淀粉、葡萄糖、木質(zhì)素、纖維素、多糖和植物油等。無細(xì)胞合成生物學(xué)的原料為去除了細(xì)胞中所有“活著”的成分（包括長鏈DNA、內(nèi)置網(wǎng)的結(jié)構(gòu)以及細(xì)胞膜的屏障）后剩下的物質(zhì)，常見的細(xì)胞提取物來源是大腸桿菌、小麥胚芽、酵母細(xì)胞、兔網(wǎng)織紅細(xì)胞和昆蟲細(xì)胞等。
基礎(chǔ)技術(shù)包括基因測序、合成、編輯、組裝、篩選等，DNA合成和高通量測試是上游技術(shù)的關(guān)鍵，如何打造專業(yè)團隊，高效率向中下游轉(zhuǎn)化是重中之重。
從生物工藝裝備看，無細(xì)胞合成生物路線主要采用酶法工藝，過程涉及到酶設(shè)計與改造、多酶級聯(lián)催化、無細(xì)胞/類生命系統(tǒng)在體外實現(xiàn)生物合成；而細(xì)胞內(nèi)合成生物路線采用生物發(fā)酵，涉及代謝通路改造，細(xì)胞工廠合成目標(biāo)產(chǎn)物，以及提取純化等。
無論細(xì)胞路線還是無細(xì)胞路線均涉及大量配套設(shè)備使用。目前主要的生物工藝裝備包括國產(chǎn)測序儀、PCR儀、酶標(biāo)儀、細(xì)胞培養(yǎng)基，發(fā)酵系統(tǒng)，生物反應(yīng)器，均質(zhì)機、離心機，層析柱等分離純化系統(tǒng)等。
其中，細(xì)胞培養(yǎng)基既是培養(yǎng)細(xì)胞中供給細(xì)胞營養(yǎng)和促使細(xì)胞生殖增殖的基礎(chǔ)物質(zhì)，也是培養(yǎng)細(xì)胞生長和繁殖的生存環(huán)境。培養(yǎng)基的性能會顯著影響生物制品的生產(chǎn)效率和成本，屬于生物制品制備和生產(chǎn)的核心原材料之一。
生物反應(yīng)器在生物制藥領(lǐng)域主要用于實驗室或者中試規(guī)模，能夠適應(yīng)多種類型的生物反應(yīng)和培養(yǎng)，提供精確的控制參數(shù)，如溫度、攪拌速度、氣體供應(yīng)等，采用封閉式系統(tǒng)進行反應(yīng)，配備有控制系統(tǒng)、發(fā)泡控制系統(tǒng)、在線檢測系統(tǒng)等，能有效提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品品質(zhì)；不僅限于發(fā)酵過程，還可以用于細(xì)胞培養(yǎng)、酶活化等生物反應(yīng)過程。
發(fā)酵罐是生物合成中最基礎(chǔ)及最常用的設(shè)備之一，主要用于細(xì)菌、真菌等微生物培養(yǎng)和代謝產(chǎn)物的生產(chǎn)，與生物反應(yīng)器相比，發(fā)酵罐更適用于大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)，但更多依靠人工操作和經(jīng)驗來調(diào)控發(fā)酵過程。
離心機主要通過離心作用將混合物中的物質(zhì)分離出來。在生物制藥領(lǐng)域，離心機可用于分離需要純化的蛋白質(zhì)、細(xì)胞和代謝產(chǎn)物，產(chǎn)出高純度的產(chǎn)品。
層析柱的工作原理是依據(jù)樣品分子在移動相（樣品溶解的溶劑）和靜止相（或固定相）（主要指涂在填充柱或者芯柱上的一種固定物或者涂層）之間的分配系數(shù)不同而實現(xiàn)空間分離的目的。在合成生物學(xué)領(lǐng)域，層析柱被廣泛用于純化蛋白質(zhì)、核酸和多肽等生物大分子。
均質(zhì)機的工作原理是通過高壓和高速剪切力的作用，將樣品在均質(zhì)器中快速擊打、破碎，實現(xiàn)樣品的分散、乳化和均質(zhì)化處理。在細(xì)胞破碎與蛋白質(zhì)提取領(lǐng)域，高壓均質(zhì)機能夠有效破壞細(xì)胞壁，釋放細(xì)胞內(nèi)含物，為蛋白質(zhì)和其他生物大分子提取提供了一種溫和并且有效的手段；在疫苗遞送等領(lǐng)域，高壓均質(zhì)機用于制備具有特定粒徑分布的乳劑和脂質(zhì)體，確保了制劑的穩(wěn)定性和一致性；由于處理過程中的溫和性，高壓均質(zhì)機能夠在不損害生物活性物質(zhì)的前提下進行操作。
3.2.合成生物產(chǎn)業(yè)鏈中游概述
合成生物學(xué)的中游公司主要為對生物體進行設(shè)計、開發(fā)的技術(shù)平臺性企業(yè)，這類企業(yè)通過工程化邏輯以及專業(yè)設(shè)備，將合成生物概念落實到生產(chǎn)環(huán)節(jié)，提供一站式解決方案。
平臺型企業(yè)通過軟件工程、生化工具、基因工程、自動化平臺、機器學(xué)習(xí)與數(shù)據(jù)科學(xué)、代碼庫等技術(shù)，通過菌株構(gòu)建，大量測試多種元件、線路、底盤的組合，獲取大量實驗形成數(shù)據(jù)積累，并通過標(biāo)準(zhǔn)化、自動化高通量實驗平臺,結(jié)合生物計算和機器學(xué)習(xí)對生物體進行系統(tǒng)性、工程性編輯，最終得到高產(chǎn)的工程菌株。
平臺型企業(yè)通過打通“設(shè)計-構(gòu)建-測試-學(xué)習(xí)”（DBTL）的循環(huán)迭代，建立生物體設(shè)計與軟件開發(fā)的集成化平臺，最終獲得滿足需求性狀的微生物細(xì)胞工廠，實現(xiàn)從產(chǎn)品設(shè)計到微生物開發(fā)、最終規(guī)模化生產(chǎn)的進程。品類篩選，研發(fā)（底盤即工程菌株設(shè)計、原料利用、代謝改造），工業(yè)化能力（發(fā)酵放大、全流程生產(chǎn)集成）以及市場開拓，是平臺型企業(yè)的關(guān)鍵。
3.3.合成生物產(chǎn)業(yè)鏈下游概述
合成生物產(chǎn)業(yè)鏈下游為合成生物學(xué)產(chǎn)品企業(yè)，主要結(jié)合產(chǎn)品特性與市場需求，聚焦在不同的應(yīng)用領(lǐng)域，進行產(chǎn)品的選擇和銷售，核心在于產(chǎn)品差異化選擇，產(chǎn)品穩(wěn)定規(guī)?；a(chǎn)出，以及良品率把控。合成生物學(xué)的下游應(yīng)用非常廣泛。
在生物醫(yī)藥領(lǐng)域，合成生物學(xué)可以通過基因工程改造微生物或細(xì)胞系，使其能夠高效地生產(chǎn)目標(biāo)蛋白，用于更經(jīng)濟，更可持續(xù)地生產(chǎn)生物藥物原料藥及中間體，比如合成手性藥物、天然藥物以及單一中藥活性成分；通過設(shè)計和構(gòu)建新型疫苗來減少對病原體的培養(yǎng)，減少生產(chǎn)時間和潛在的安全風(fēng)險；通過分析患者基因組信息來設(shè)計個性化的藥物治療方案，提供副作用小，治療效果好的精準(zhǔn)治療選擇；通過設(shè)計和構(gòu)建生產(chǎn)組織工程和再生醫(yī)學(xué)的生物材料和支架。促進受損組織的修復(fù)和再生；利用合成生物學(xué)方法開發(fā)的抗菌肽和細(xì)菌素，從而開發(fā)抗生素替代療法；2021年8月，弈柯萊生物和通化東寶合作的首個使用生物合成技術(shù)的西格列汀仿制藥獲批上市，成為中國正式接受利用合成生物方法制造醫(yī)藥類產(chǎn)品的標(biāo)志性事件；2022年，弘合生物首個基于合成生物學(xué)的I類創(chuàng)新藥KH617獲得中美兩國藥監(jiān)部門新藥臨床試驗“雙報雙”；
羽冠生物已推出ProBVax合成生物學(xué)疫苗技術(shù)平臺。
在生物農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，合成生物學(xué)技術(shù)的應(yīng)用價值體現(xiàn)在改良農(nóng)作物品種，提高產(chǎn)量和抗病蟲害能力等方面。比如，IndigoAgriculture利用合成生物學(xué)技術(shù)來改善植物的生長和抗病性，開發(fā)了一種“植物有益菌”（Plant-Microbe）生物技術(shù)，可通過將有益微生物應(yīng)用于種子或土壤，來提高農(nóng)作物的產(chǎn)量和健康。通過合成生物生產(chǎn)氨基酸可以實現(xiàn)飼料豆粕的減量替代。
在食品和保健品領(lǐng)域，合成生物學(xué)不但可以變革傳統(tǒng)的食品制造方式，而且可以助力食物的低碳制造，同時能夠提高食品蛋白轉(zhuǎn)化效率。從食品原料的開發(fā)到細(xì)胞培養(yǎng)肉，微生物奶等替代蛋白，合成生物學(xué)在食品領(lǐng)域的應(yīng)用愈發(fā)廣泛。目前國內(nèi)外可使用微生物合成蛋白，代糖，乳蛋白，人乳寡糖，食用益生菌，維生素D3，人造肉，DHA、EPA等功能性油脂等。
在消費個護領(lǐng)域，合成生物助力美妝關(guān)鍵原材料大力發(fā)展。提高原有原料生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，或找到合適的關(guān)鍵酶元件與相應(yīng)的底盤代謝通路適配，可以獲得不受原料影響的低成本產(chǎn)物。目前已經(jīng)投入應(yīng)用的產(chǎn)品包括：玻尿酸，膠原蛋白，角鯊烯，人參皂苷，β-胡蘿卜素，紅景天苷等。
在新型材料領(lǐng)域，通過生物合成的方式，利用代謝工程，納米技術(shù)，分子生物學(xué)，仿生學(xué)等多個研究手段及領(lǐng)域，制備出具有特定功能的新型生物材料。比如，中科院天津工業(yè)生物技術(shù)研究所研究員張學(xué)禮研究的2項專利“生產(chǎn)丁二酸的大腸桿菌基因工程菌及其構(gòu)建方法與應(yīng)用”和“提高丁二酸產(chǎn)量的重組菌及構(gòu)建方法”，利用合成生物學(xué)方法制備生物基丁二烯，解決了可降解聚酯塑料PBS丁二烯原料產(chǎn)能受限的問題。未來我們會在包裝材料，一次性餐具及購物袋，紡織材料等多個領(lǐng)域看到合成生物材料的出現(xiàn)。
在環(huán)保領(lǐng)域,合成生物學(xué)技術(shù)應(yīng)用能夠處理廢水、廢氣等環(huán)境污染物,實現(xiàn)資源化利用。比如LanzaTech利用合成生物學(xué)技術(shù)來改變微生物，使其能夠吸收和轉(zhuǎn)化廢棄物中的有害氣體，如二氧化碳和一氧化碳；運用合成生物學(xué)技術(shù)對微生物進行改造，制作出的生物機器人可以用來清理海洋中的微塑料污染。
在能源領(lǐng)域。生物能源是指以生物質(zhì)為原料或者由生物體合成的能源，是可再生能源的重要形式，其生產(chǎn)和使用全周期中可以實現(xiàn)對地球大氣存量碳資源的“凈零”利用，在保障能源供給、改善生態(tài)環(huán)境、支撐“雙碳”目標(biāo)達(dá)成等方面具有不可替代的獨特優(yōu)勢。比如中國科學(xué)院青島生物能源與過程研究所崔球團隊，在論文中就綜述了熱纖梭菌合成生物技術(shù)工具開發(fā)應(yīng)用的前景進展，并介紹了應(yīng)用該底盤轉(zhuǎn)化生物質(zhì)資源進行糖、燃料以及化學(xué)品合成方面的代表性成果，在產(chǎn)品合成端，構(gòu)建高效的微生物細(xì)胞工廠，能夠?qū)崿F(xiàn)生物質(zhì)糖向能源產(chǎn)品的高效定向轉(zhuǎn)化。
在化工領(lǐng)域，合成生物學(xué)技術(shù)可以合成傳統(tǒng)化工工藝不能合成的新材料。比如經(jīng)過特定基因編輯后的大腸桿菌和谷氨酸棒狀菌，可以廣泛用于PHA、PHB、PLA、戊二胺、丁二酸等化學(xué)制品的生產(chǎn)。
在IT領(lǐng)域，合成生物學(xué)技術(shù)可以應(yīng)用于存儲等領(lǐng)域，如2021年底，南大生物科學(xué)與醫(yī)學(xué)工程學(xué)院、生物電子學(xué)國家重點實驗室的劉宏教授團隊報道了一個完全集成的DNA數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)，通過電極表面合成DNA分子及原位測序?qū)崿F(xiàn)了單電極上數(shù)據(jù)寫入和讀取的一體化，并成功將校訓(xùn)“止于至善”——“Rest in the highest excellence!”以DNA分子形式存儲在電極表面并讀取出來。
4.合成生物產(chǎn)業(yè)特點
4.1.與化學(xué)合成方法相比，更具環(huán)保，經(jīng)濟性和可持續(xù)性
合成生物學(xué)是以生物技術(shù)路線替代傳統(tǒng)化工技術(shù)路線的科技產(chǎn)業(yè)，具備輕資產(chǎn)屬性，其制造原材料可再生，制造過程中反應(yīng)條件溫和，有利于安全生產(chǎn)。同時，合成生物學(xué)路徑可有效降低碳排放。另外，生物制造相對化學(xué)工藝可以降低工業(yè)過程能耗、物耗，減少廢物排放與空氣、水及土壤污染，成本下降空間大，且菌種能夠?qū)崿F(xiàn)迭代優(yōu)化，技術(shù)效率高。舉例來看，江南大學(xué)的團隊借助微生物發(fā)酵生產(chǎn)普通分子量的透明質(zhì)酸，將成本從每公斤幾萬元降低到了每公斤幾百元。
4.2.技術(shù)具備可復(fù)制性
合成生物全過程采用模塊化和標(biāo)準(zhǔn)化的方法，將生物系統(tǒng)分解為各個可重復(fù)使用的模塊，這些模塊可以由不同的研究者使用相同的標(biāo)準(zhǔn)進行設(shè)計和構(gòu)建，從而提高研究效率和結(jié)果的可重復(fù)性。合成生物的制造研發(fā)經(jīng)驗和設(shè)備可以共用，不受地域條件和設(shè)備規(guī)模的限制。
4.3.具備強進入壁壘屬性
從合成生物學(xué)設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù)看，主要包括基因合成和基因組編輯等工程DNA技術(shù)；專注于改造單個生物分子，使其居于擴展能力或具備重要的挑戰(zhàn)性目標(biāo)功能的生物分子、途徑和線路工程；涵蓋無細(xì)胞系統(tǒng)、合成細(xì)胞、單細(xì)胞生物、多細(xì)胞組織和整個生物體，以及微生物群落和生物群落發(fā)展的宿主和群落工程；設(shè)計數(shù)據(jù)整理，建模和自動化相關(guān)的數(shù)據(jù)科學(xué)。
具體看，合成途徑的選擇和工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)是合成生物學(xué)的關(guān)鍵技術(shù)。其中，基于細(xì)胞的合成生物學(xué)主要依靠細(xì)胞或者細(xì)菌本身作為底盤細(xì)胞或者底盤細(xì)菌，打造“生物體”工廠，主要技術(shù)包括對生物體工廠的改造，對相應(yīng)組學(xué)和代謝產(chǎn)物的鑒定和認(rèn)識等；基于細(xì)胞外進行的應(yīng)用生物酶催化反應(yīng)的合成途徑主要涉及到的技術(shù)包括，細(xì)胞生物學(xué)，組學(xué)分析，生物體大數(shù)據(jù)分析，化工制造，基因編輯等領(lǐng)域。
在選定合成目標(biāo)以及合成途徑之后，隨著產(chǎn)品的規(guī)?；a(chǎn)，要考慮合成效率，降低成本，降低資源消耗，降低環(huán)境等目的。涉及的技術(shù)主要包括：發(fā)酵工藝、機械工藝、細(xì)胞生物學(xué)、基因編輯、工程制造相關(guān)領(lǐng)域的基礎(chǔ)技術(shù)，同時也會涉及一些機械、力學(xué)等相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)。
綜上，合成生物學(xué)是一個存在多學(xué)科交叉的行業(yè)、對技術(shù)、成本控制、研發(fā)人員要求高,具有非常強的進入壁壘屬性。
5.合成生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景與挑戰(zhàn)
5.1.合成生物學(xué)發(fā)展趨勢展望
5.1.1.生物底層技術(shù)與大數(shù)據(jù)、信息技術(shù)，人工智能合力助推合成生物學(xué)快速發(fā)展
合成生物三大底層技術(shù)分別為：基因測序、基因合成和基因編輯，目前已日趨成熟。
從基因測序技術(shù)進展看，目前已發(fā)展出四代技術(shù)。第一代測序技術(shù)的主要特點是測序讀長可達(dá)1000bp，準(zhǔn)確性高達(dá)99.999%，但其測序成本偏高（相對基因組大?。?，通量低等方面的缺點，嚴(yán)重影響了其真正大規(guī)模的應(yīng)用;二代測序技術(shù)在大幅提高了測序速度的同時，還大大地降低了測序成本，并且保持了高準(zhǔn)確性，以前完成一個人類基因組的測序需要3年時間，而使用二代測序技術(shù)則僅僅需要1周，但其序列讀長方面比起第一代測序技術(shù)則要短很多，大多只有100bp-150bp；第三代基因測序技術(shù)以PacBio公司的SMRT單分子測序技術(shù)為代表。與前兩代相比，最大的特點就是單分子測序，測序過程無需進行PCR擴增，超長讀長，是二代測序技術(shù)的100倍以上。這種納米孔單分子測序儀還有另一大特點，它能夠直接讀取出甲基化的胞嘧啶，而不必像二代測序方法那樣需要事先對基因組進行bisulfite處理；三代技術(shù)在DNA片段讀長上優(yōu)于二代設(shè)備，但在準(zhǔn)確度上較二代差，單樣本測序成本居高不下；第四代技術(shù)是以O(shè)xford Nanopore Technologies為代表的納米孔測序技術(shù)。與其他測序技術(shù)不同的是，它基于電信號而不是光信號。經(jīng)歷了三個主要的技術(shù)革新：一、單分子DNA從納米孔通過；二、納米孔上的酶對于測序分子在單核苷酸精度的控制；三、單核苷酸的測序精度控制。第四代技術(shù)的主要特點是：單分子測序，測序讀長長（超過150kb），測序速度快，測序數(shù)據(jù)實時監(jiān)控，機器方便攜帶等，但其單芯片測序成本還是在幾百美金以上。
總的來說，基因測序技術(shù)從第一代發(fā)展至第四代，提升基因測序效率的同時，也降低了基因測序的成本。80年代，凝膠電泳技術(shù)每天只能檢測約10kb的基因數(shù)據(jù)，全基因組測序需要30億美元。如今，基因數(shù)據(jù)檢測量每天可達(dá)千億kb，而2016年左右人類全基因組測序的成本已經(jīng)降至1000美元，預(yù)計未來仍將進一步下降。
從基因合成技術(shù)看，初代DNA合成技術(shù)是基于亞磷酰胺的DNA合成法；隨著光刻合成、電化學(xué)脫保護合成、噴墨打印的三種芯片式原位合成技術(shù)以及超高通量的DNA合成技術(shù)被開發(fā)出來；DNA合成質(zhì)量和通量得到有效提升，合成成本快速下降。第四代酶促合成技術(shù)也已進入市場，這種方法可以合成比化學(xué)法更長、更復(fù)雜的DNA，無論有沒有DNA模板，酶促法都可以工作。
從基因編輯技術(shù)進展看，隨著第三代CRISPR/Cas技術(shù)的商業(yè)化，相比于ZFNs和TALENs技術(shù)，基因設(shè)計難度和構(gòu)建難度要小很多，成本更低，開發(fā)周期更短，靶向修飾效率更高，同時還具有多靶點編輯以及RNA編輯的優(yōu)勢。
綜上，隨著合成生物學(xué)三大底層技術(shù)不斷進步，加之大數(shù)據(jù)技術(shù)、信息技術(shù)的進步，以及AI在元件工程、線路工程、代謝工程、基因組工程、生產(chǎn)過程優(yōu)化等領(lǐng)域的輔助作用增強，DBTL循環(huán)加速，合成生物學(xué)基礎(chǔ)研究成果持續(xù)爆發(fā)。
從WebofScience每年發(fā)表的合成生物學(xué)領(lǐng)域相關(guān)論文數(shù)量來看，2000年，領(lǐng)域內(nèi)發(fā)表的論文數(shù)量為809篇，2022年達(dá)到了17456篇，增長超過20倍；從專利情況看，每年申請的合成生物學(xué)相關(guān)專利也由2004年的59項增長到2022年2899項，增長了48倍。
隨著政策利好和行業(yè)發(fā)展逐步成熟，合成生物學(xué)基礎(chǔ)研究有望成果倍出，為行業(yè)快速發(fā)展奠定基礎(chǔ)。
5.1.2.醫(yī)藥是合成生物未來主要的應(yīng)用領(lǐng)域
根據(jù)StartUs Insights的預(yù)測，在2024年合成生物學(xué)領(lǐng)域十大創(chuàng)新趨勢中，基因和細(xì)胞治療占比高達(dá)31%；合成疫苗占比為12%。兩者合計占比達(dá)到43%。
從中國知網(wǎng)2024年發(fā)表在學(xué)術(shù)期刊上的文獻數(shù)量看，以“合成生物”為主題的文章中，下載次數(shù)超過1000次的文章共4篇，分別為：《近十年天然產(chǎn)物藥物的生物合成研究進展》、《藥用植物益生菌促藥效成分生物合成的研究進展》、《轉(zhuǎn)錄組和代謝組聯(lián)合分析揭示大葉黃精皂苷生物合成相關(guān)酶基因》、《酵母合成蝦青素的研究進展》，其中3篇均為合成生物學(xué)在醫(yī)藥領(lǐng)域的研究。
5.1.3.平臺型公司是未來的發(fā)展方向
選品和規(guī)模化生產(chǎn)對合成生物企業(yè)能否做大做強起著至關(guān)重要的作用。兩者并不矛盾，傳統(tǒng)合成路徑的選品未必適合用合成生物路徑轉(zhuǎn)化，一方面可能難以實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)，另一方面則可能面臨成本高企的困境。成果轉(zhuǎn)化效率的高低直接影響著企業(yè)未來的發(fā)展。我們認(rèn)為，只有具備上游研發(fā)能力，中試放大能力以及良好的產(chǎn)品渠道開拓能力的企業(yè)，才能夠根據(jù)需求高效整合全產(chǎn)業(yè)鏈條生產(chǎn)，從而實現(xiàn)規(guī)?；?，穩(wěn)定化產(chǎn)出，達(dá)到成本效益的平衡；同時，處于對全鏈條有了深度理解，企業(yè)才能夠持續(xù)創(chuàng)新和發(fā)展。而這一過程并非一蹴而就，需要硬件，軟件，人員，經(jīng)驗，資金相結(jié)合。因此，研發(fā)、生產(chǎn)一體化的平臺型公司更有望成為未來的發(fā)展方向，而高利潤、低產(chǎn)量，對成本敏感低的產(chǎn)品是當(dāng)下明智的選擇。
5.2.合成生物產(chǎn)業(yè)面臨的挑戰(zhàn)
5.2.1.全鏈條技術(shù)發(fā)展仍處于初級階段
在以細(xì)胞為基礎(chǔ)的合成生物學(xué)路徑中，不僅需要最小化有毒中間產(chǎn)物的積累，同時還需要在最大化目標(biāo)產(chǎn)物產(chǎn)量的同時，盡量不影響宿主表型；標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)?；a(chǎn)仍然是科學(xué)家追求的目標(biāo)，過程中存在不可預(yù)見性、不相容性以及合成，測試、生產(chǎn)過程中高復(fù)雜度的挑戰(zhàn)；無細(xì)胞合成生物體系雖然解決了合成效率，難表達(dá)蛋白質(zhì)合成，高通量蛋白質(zhì)篩選，蛋白質(zhì)后修飾等問題，但仍然存在缺乏低成本且高效的真核生物無細(xì)胞蛋白合成系統(tǒng)（簡稱CFPS系統(tǒng)，全稱為：Cell-Free Protein Synthesis system）等挑戰(zhàn)。
5.2.2.存在生物安全和生物安保問題
生物安全是指在新興生物技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用過程中，由于忽視、意外、故意導(dǎo)致對生態(tài)環(huán)境和人體健康造成風(fēng)險和傷害；在合成生物學(xué)領(lǐng)域，因為研究者的疏忽，導(dǎo)致實驗室細(xì)菌、病毒逃逸，或?qū)獯a和重組這些微生物而開展的技術(shù)和知識保存網(wǎng)絡(luò)的
存儲安全，論文發(fā)表泄露等問題而帶來嚴(yán)重生物安全事故，都屬于生物安全問題。無論這些人工合成的微生物是否對環(huán)境和人體健康有害，都有可能跟其他生物發(fā)生相互作用而帶來不可預(yù)知的后果，從而可能對人類和環(huán)境帶來健康威脅。
生物安保指的是由于技術(shù)知識存在被故意濫用的可能，而迫使人們對其進行一系列有效的預(yù)防和控制措施，側(cè)重應(yīng)對生物威脅。比如網(wǎng)絡(luò)攻擊，不需要攻擊者與合成材料直接接觸，只需要通過篡改遺傳密碼等行為就可以在科學(xué)家不知情的情況下，制造出有害的危險物質(zhì)，或者具備攻擊性的生化武器。
目前針對合成生物學(xué)的法律法規(guī)以及監(jiān)管還存在一定的空白。
6.全球合成生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
6.1.全球合成生物市場規(guī)模及展望
根據(jù)《中國合成生物產(chǎn)業(yè)白皮書2024》，2018年-2023年全球合成生物學(xué)產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模從53億美金增長到171億美金，年復(fù)合增長率為26.40%；預(yù)計2028年，全球合成生物市場規(guī)模將達(dá)到498億美金。2023-2028年，年復(fù)合增長率為24.84%。
根據(jù)novaone advisor最新數(shù)據(jù)，2023年全球合成生物學(xué)市場規(guī)模為140.9億美元,預(yù)計到2033年將達(dá)到約801.7億美元,2023年至2033年的年復(fù)合增長率(CAGR)約為18.99%。307億元。23-26年的年復(fù)合增長率為26.68%。
綜上，2023年全球合成生物市場規(guī)模約在140億-180億美金之間，未來10年的年復(fù)合增長率預(yù)計在18%-27%之間，全球產(chǎn)業(yè)有望保持中高速增長態(tài)勢。根據(jù)麥肯錫的數(shù)據(jù)，預(yù)計2030－2040年，合成生物學(xué)每年帶來的經(jīng)濟影響將達(dá)到1.8至3.6萬億美元。
6.2.全球多國出臺政策支持合成生物學(xué)發(fā)展
從全球范圍看，各國政府政策頻出以促進產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。2014年，世界經(jīng)濟合作與發(fā)展組織（OECD）發(fā)布《合成生物學(xué)政策新議題》，認(rèn)為合成生物學(xué)領(lǐng)域前景廣闊，建議各國政府把握機遇。
6.3.全球合成生物企業(yè)融資情況一覽
從全球生物醫(yī)藥的融資情況看，2023年，全球共完成醫(yī)療健康領(lǐng)域一級市場投資3076筆，同比增長0.62%；累計融資574億美元，融資總額同比下滑21%。折算成單筆交易的平均融資額看，2023年，單筆交易的平均融資額為1866.06萬美金，而疫情前的2018那年，單筆交易平均融資額為2105.06萬美金，醫(yī)藥健康領(lǐng)域投資正在經(jīng)歷資本寒冬。
相比之下，合成生物學(xué)從2014年Q3起，基本每筆風(fēng)險投資的交易額均穩(wěn)定地保持在500萬美金以上，顯著高于2018年水平；2024年3月，SynBioBeta發(fā)布了《2024年合成生物學(xué)年度投資報告》，報告顯示，全球合成生物企業(yè)在2021年達(dá)到融資高點后，融資額逐年下滑。2023年全年，合成生物學(xué)初創(chuàng)公司合計融資69億美元，比2022年總?cè)谫Y額（100億美元）減少了31億美元。整體融資額的下滑主要來自于融資交易次數(shù)的下降?？梢钥吹剑谡w融資環(huán)境較差的背景下，投資者趨于謹(jǐn)慎，投資邏輯也從此前對前沿技術(shù)的熱愛逐步轉(zhuǎn)變?yōu)閷ι虡I(yè)確定性的找尋。
7.我國合成生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展概述
7.1.我國合成生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷程
前文提到，2000年《自然》（Nature）雜志報道了人工合成基因線路研究成果，合成生物學(xué)的概念被學(xué)術(shù)界公認(rèn)并開始受到關(guān)注。相比之下，我國合成生物學(xué)產(chǎn)業(yè)起步于國際晚了約7-10年。
2007年中國科學(xué)院面向2050年的“生命起源、生物進化和人造生命”路線圖啟動；2008年中國科學(xué)院批準(zhǔn)上海生命科學(xué)研究院成立合成生物學(xué)重點實驗室；2010年以來，中國在合成生物學(xué)領(lǐng)域的頂層戰(zhàn)略規(guī)劃逐步加強，包括大量的學(xué)術(shù)活動及科技界與政府管理機構(gòu)的互動。業(yè)內(nèi)比較有影響力的會議為以下兩個：1）香山科學(xué)會議。2008年該會議首次討論了合成生物學(xué)的背景、進展和展望；2014年討論了合成生物學(xué)和中藥，2017年會議為國家設(shè)立合成生物學(xué)重點專項提供了重要思路。2）2010-2012年間，中科院與中國工程院、英國皇家學(xué)會與英國工程院、美國科學(xué)院與美國工程院共同發(fā)起了“三國六院”系列會議，通過三次會議討論了實現(xiàn)和合成生物學(xué)價值所需的資源、環(huán)境和必要條件；梳理了合成生物學(xué)的新方法、技術(shù)、工具和平臺；并探討了下一代工具，平臺和基礎(chǔ)設(shè)施及相關(guān)政策，使中國合成生物學(xué)步入正常發(fā)展軌道。
2010年開始，“973計劃”在生物催化與生物轉(zhuǎn)化研究方向的基礎(chǔ)上,啟動部署“合成生物學(xué)”專題研究，5年連續(xù)安排了10個項目，為中國合成生物學(xué)發(fā)展奠定了重要基礎(chǔ)。
2018-2019年，國家啟動合成生物學(xué)重點專項，專項的主要研究方向和重點研究任務(wù)概括為4個方面:基因組人工合成與高版本底盤細(xì)胞，人工元器件與基因回路，人工細(xì)胞合成代謝與復(fù)雜生物系統(tǒng)，使能技術(shù)體系、平臺和生物倫理與生物安全評估等。專項為中國合成生物學(xué)研究提供了穩(wěn)定、持續(xù)的經(jīng)費支持，從“973”到重大專項，共立項支持了60多個重大項目及一批青年項目，促進中國合成生物學(xué)基礎(chǔ)研究成果轉(zhuǎn)化。
2009年-2029年間，先后建成了成建制重點實驗室和研究中心，主要集中在上海、天津、深圳。1）上?；?。2008年，上海生命科學(xué)研究院成立合成生物學(xué)重點實驗室，2011年，上海交大建設(shè)微生物代謝國家重點實驗室；2015年交大聯(lián)合其他機構(gòu)成立了上海合成生物學(xué)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟。2）天津基地。2018年，天津大學(xué)建設(shè)合成生物學(xué)前沿科學(xué)中心；2019年，中科院天津工業(yè)生物技術(shù)研究所聯(lián)合有關(guān)單位建設(shè)國家合成生物技術(shù)創(chuàng)新中心。同年11月，科技部發(fā)布《科技部關(guān)于支持建設(shè)國家合成生物技術(shù)創(chuàng)新中心的函》，指出按照戰(zhàn)略導(dǎo)向部署重點任務(wù)。從國家戰(zhàn)略和產(chǎn)業(yè)需求出發(fā)，凝練創(chuàng)新中心的領(lǐng)域布局和重點任務(wù)，主要聚焦于合成生物關(guān)鍵核心技術(shù)和重大應(yīng)用方向，重點突破工業(yè)酶和核心菌種自主構(gòu)建和工程化應(yīng)用的技術(shù)瓶頸制約，引領(lǐng)構(gòu)建未來生物制造新的技術(shù)路徑，形成重大關(guān)鍵技術(shù)源頭供給，為提升我國合成生物領(lǐng)域企業(yè)和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新能力提供有力支撐。3)深圳基地。2017年，中科院批準(zhǔn)深圳先進技術(shù)研究院成立合成生物研究所，并牽頭組建深圳合成生物產(chǎn)業(yè)協(xié)會，推動產(chǎn)學(xué)研一體化；2018年深圳批準(zhǔn)建設(shè)全國首個合成生物研究重大科技基礎(chǔ)設(shè)施。同時深圳設(shè)施還參與成立國際合成生物設(shè)施聯(lián)盟，為大科學(xué)設(shè)施的全球合作提供一種積極的范式。
同年，深圳批準(zhǔn)深圳先進院牽頭組建深圳市合成生物學(xué)創(chuàng)新研究院，與合成生物設(shè)施項目“二位一體”同步建設(shè)。2019年，深圳先進院牽頭組建深圳市合成生物學(xué)創(chuàng)新研究院(簡稱“合成所”)，與合成生物設(shè)施項目“二位一體”同步建設(shè)。合成所在生物功能分子合成進化、基因線路設(shè)計原理、酵母染色體合成、天然產(chǎn)物合成、微生物組合成等前沿項目上已達(dá)到了與國際先進水平并跑的層次，代表性成果刊登于多家頂尖期刊。
7.2.2010年之后我國逐步加強合成生物領(lǐng)域的頂層戰(zhàn)略規(guī)劃
2010年之后，我國逐步加強合成生物領(lǐng)域的頂層戰(zhàn)略規(guī)劃，密集出臺加快合成生物創(chuàng)新發(fā)展的政策文件，打造合成生物產(chǎn)業(yè)集群、產(chǎn)業(yè)集聚地、產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新高地等成為各地政策和布局的焦點。
2016年公布的《“十三五”國家科技創(chuàng)新規(guī)劃》以及2017年發(fā)布的《“十三五”生物技術(shù)創(chuàng)新專項規(guī)劃》都將合成生物技術(shù)列為“構(gòu)建具有國際競爭力的現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系”所需的“發(fā)展引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)變革的顛覆性技術(shù)”之一。
2018年5月，科技部發(fā)布的《“十三五”生物技術(shù)創(chuàng)新專項規(guī)劃》在提升生物技術(shù)原創(chuàng)性水平，打造生物技術(shù)創(chuàng)新平臺，強化生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)化三方面提出了具體目標(biāo)，并提出要突破的前沿關(guān)鍵技術(shù)，包括新一代生物檢測技術(shù)合成生物技術(shù)、納米生物技術(shù)等。
2020年9月，國家發(fā)改委和科技部發(fā)布《關(guān)于擴大戰(zhàn)略性新型產(chǎn)業(yè)投資培育壯大新增長點增長極的指導(dǎo)意見》，提出支持包括建設(shè)合成生物技術(shù)創(chuàng)新中心在內(nèi)的各項細(xì)則，促進生物技術(shù)大力發(fā)展。
2021年，《中華人民共和國國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》明確將合成生物列為科技前沿領(lǐng)域方向之一。同年，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部印發(fā)了《“十四五”全國農(nóng)業(yè)農(nóng)村科技發(fā)展規(guī)劃》，提出要突破合成生物技術(shù)、構(gòu)建高效細(xì)胞工廠和人工合成生物體系。研究新型全基因選擇模型，建立適合不同動植物物種的全基因組選擇平臺。9月，教育部辦公廳印發(fā)了《新農(nóng)科人才培養(yǎng)引導(dǎo)性專業(yè)指南》，提出在生物育種科學(xué)領(lǐng)域，通過“個性化、強基礎(chǔ)、重創(chuàng)新”全方位育人，著力夯實動植物種質(zhì)資源創(chuàng)新、生物進化與馴化、遺傳與表觀遺傳學(xué)、基因組學(xué)、系統(tǒng)生物學(xué)、合成生物學(xué)、育種信息化等現(xiàn)代育種理論基礎(chǔ)；同年年底，國家出臺《“十四五”醫(yī)藥工業(yè)發(fā)展規(guī)劃》，指出實施綠色生產(chǎn)技術(shù)應(yīng)用示范項目。圍繞原料藥生產(chǎn)中應(yīng)用面廣的綠色生產(chǎn)技術(shù)，如合成生物技術(shù)等，組織實施一批應(yīng)用示范項目；發(fā)改委正式發(fā)布《“十四五”生物經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃》，提出推動生物技術(shù)和信息技術(shù)融合創(chuàng)新，加快發(fā)展生物醫(yī)藥、生物育種、生物材料、生物能源等產(chǎn)業(yè)。
2023年7月，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部發(fā)布《農(nóng)業(yè)“火花技術(shù)”發(fā)現(xiàn)、評估與培育實施辦法（暫行）》，將合成生物學(xué)領(lǐng)域列入農(nóng)業(yè)“火花技術(shù)”，推進高水平農(nóng)業(yè)科技自立自強，發(fā)揮農(nóng)業(yè)科技支撐引領(lǐng)作用，牢固樹立科學(xué)首創(chuàng)精神，鼓勵自由探索，加快建立農(nóng)業(yè)“火花技術(shù)”的發(fā)現(xiàn)、評估和培育機制。
2024年1月，工信部等7部門發(fā)布《關(guān)于推動未來產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的實施意見》，提出加快細(xì)胞和基因技術(shù)、合成生物、生物育種等前沿技術(shù)產(chǎn)業(yè)化。3月發(fā)布的《2024年國務(wù)院政府工作報告》指出，要加快發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力，積極打造生物制造、商業(yè)航天、低空經(jīng)濟等新增長引擎。
2024年6月21日，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部在對十四屆全國人大二次會議第5786號建議的答復(fù)中表示，近年來，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部先后頒發(fā)了乙醇梭菌蛋白、甲基莢膜球菌蛋白等新飼料原料證書，其中乙醇梭菌蛋白已形成年產(chǎn)2.5萬噸的產(chǎn)能。下一步，將持續(xù)優(yōu)化完善飼用微生物及其制品安全性評價要求，簡化飼用氨基酸、微生物蛋白等相關(guān)產(chǎn)品的評價程序。加快應(yīng)用合成生物技術(shù)研發(fā)及相關(guān)產(chǎn)品審批上市供應(yīng)。支持飼用豆粕替代產(chǎn)品生物制造技術(shù)研發(fā)創(chuàng)新與示范應(yīng)用，助力提升養(yǎng)殖業(yè)的飼料轉(zhuǎn)化效率，以新質(zhì)生產(chǎn)力推動飼料養(yǎng)殖行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。
預(yù)計未來我國的生物制造產(chǎn)業(yè)仍有望處于政策紅利期。
8.我國地方層面合成生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展概述
地方層面也高度重視合成生物產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，繼2022年《“十四五”生物經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃》多次提及“合成生物”后，除中國臺灣和港澳地區(qū)，我國31個省份、自治區(qū)和直轄市中，青海和西藏因地處高原地區(qū)，并未出臺合成生物相關(guān)的政策，其他29個省份、自治區(qū)和直轄市都紛紛積極出臺政策支持合成生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
下文就各地方合成生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況做簡要概述。
8.1.山東?。汉铣缮镏圃飚a(chǎn)業(yè)在全國具有較強競爭力
山東省透明質(zhì)酸研發(fā)、生產(chǎn)技術(shù)、規(guī)模和市場份額全球領(lǐng)先，產(chǎn)品市場份額占全球40%，全國份額70%以上；功能性糖醇國內(nèi)市場占有率70%，國際市場35%。
8.2.浙江?。汉贾莅l(fā)布地級市層面首個合成生物專項政策
8.3.廣東省：深圳是國內(nèi)合成生物的重要一極
2021年，深圳市光明區(qū)推出了全國首個合成生物專項扶持政策，支持合成生物戰(zhàn)略科技力量建設(shè)、創(chuàng)新鏈建設(shè)、產(chǎn)業(yè)鏈建設(shè)、生態(tài)鏈建設(shè)以及合成生物界定等5章25條，企業(yè)也可以申請深圳市合成生物重大專項支持計劃以獲得支持。深圳市正通過產(chǎn)業(yè)鏈、創(chuàng)新鏈、人才鏈、教育鏈的“四鏈”協(xié)同模式，集中集約高效利用資源，推動該市合成生物學(xué)研究及合成生物產(chǎn)業(yè)走在全國前列、躋身世界一流。
8.4.河北省：全國首個發(fā)布生物制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展藍(lán)皮書的省份
2021年，河北省發(fā)展改革委組織編制、印發(fā)了《河北省戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展“十四五”規(guī)劃》，提出加快生物產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展步伐，發(fā)展壯大生物醫(yī)藥、現(xiàn)代中藥、生物醫(yī)學(xué)工程、生物農(nóng)業(yè)、生物制造等產(chǎn)業(yè)，增強生物安全保障能力。
8.6.江蘇省：依托南京、無錫、常州全速搶灘合成生物產(chǎn)業(yè)
2023年11月，江蘇省發(fā)布《關(guān)于江蘇省政府加快培育發(fā)展未來產(chǎn)業(yè)的指導(dǎo)意見》，提出加快培育合成生物等10個成長型未來產(chǎn)業(yè)等。合成生物領(lǐng)域，加速DNA/RNA底層技術(shù)突破驗證和轉(zhuǎn)化擴容，積極發(fā)展基于生物信息學(xué)和機器學(xué)習(xí)的DNA/RNA自動合成系統(tǒng)，超前布局定量合成、蛋白質(zhì)設(shè)計、細(xì)胞設(shè)計、高通量篩選等前沿技術(shù)，推動合成生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)、食品、材料等領(lǐng)域的顛覆性創(chuàng)新與工程化應(yīng)用。
8.7.上海市：打造一核兩翼的合成生物產(chǎn)業(yè)空間布局
2023年9月25日，為加快推進上海合成生物技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，上海發(fā)布《上海市加快合成生物創(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）》，總體目標(biāo)為到2025年，涌現(xiàn)若干項具有國際影響力的合成生物領(lǐng)域科研成果、一批領(lǐng)先企業(yè)和高端人才，構(gòu)建基礎(chǔ)研發(fā)領(lǐng)先、創(chuàng)新轉(zhuǎn)化活躍、產(chǎn)業(yè)主體蓬勃發(fā)展和產(chǎn)業(yè)生態(tài)健全完備的新發(fā)展格局。到2030年，建設(shè)合成生物全球創(chuàng)新策源高地、國際成果轉(zhuǎn)化高地和國際高端智造高地，基本建成具有全球影響力的高端生物制造產(chǎn)業(yè)集群。
8.8.北京市：依托昌平進軍合成生物產(chǎn)業(yè)
昌平區(qū)是北京國際科技創(chuàng)新中心建設(shè)的重要承載區(qū)，依托未來科學(xué)城，加速布局合成生物制藥產(chǎn)業(yè)。
8.9.天津市：以合成生物為抓手之一推動制造業(yè)高質(zhì)量升級
天津是合成生物學(xué)研究的重要前沿陣地，擁有南開大學(xué)、天津大學(xué)、中科院工業(yè)生物技術(shù)研究所等一大批高校、科研機構(gòu)和頭部企業(yè)集聚，具有良好的研究基礎(chǔ)和發(fā)展前景。
8.10.黑龍江省:依托生物資源，大力發(fā)展生物經(jīng)濟
2016年，《黑龍江省培育和發(fā)展新興產(chǎn)業(yè)三年實施方案》發(fā)布，提出實施生物基材料替代工程。培育引進骨干企業(yè)，依托秸稈、生物廢棄物等多種生物質(zhì)原料資源，實施生物基日用塑料制品、包裝、制造、紡織、農(nóng)用地膜、醫(yī)用等相關(guān)領(lǐng)域生物基材料及制品示范項目。
8.11.遼寧?。阂劳猩蜿柌季趾铣缮锴把丶夹g(shù)
2020年1月，《遼寧省“十四五”科技創(chuàng)新規(guī)劃及中長期2021-2035年科技發(fā)展規(guī)劃項目指南》印發(fā)。劃中提及需圍繞合成生物學(xué)等技術(shù)做好“十四五”及中長期發(fā)展的戰(zhàn)略研究和科技發(fā)展規(guī)劃。
8.12.內(nèi)蒙古自治區(qū)：依托托克托縣生物發(fā)酵先天優(yōu)勢打造重要生物制造產(chǎn)業(yè)基地
2021年9月，內(nèi)蒙古自治區(qū)人民政府辦公廳關(guān)于印發(fā)自治區(qū)“十四五”科技創(chuàng)新規(guī)劃的通知，通知指出要圍繞醫(yī)藥、化工、農(nóng)牧業(yè)等產(chǎn)業(yè)發(fā)展和生物安全的重大科技需求，利用生物技術(shù)開展關(guān)鍵技術(shù)研究與轉(zhuǎn)化應(yīng)用，強化生物安全科技創(chuàng)新支撐。
8.13.山西?。汉铣缮锂a(chǎn)業(yè)生態(tài)園區(qū)將步入項目投產(chǎn)期，聚集生物基新材料
2020年10月，合成生物龍頭企業(yè)上海凱賽生物技術(shù)股份有限公司與山西轉(zhuǎn)型綜合改革示范區(qū)簽署項目合作協(xié)議：山西合成生物產(chǎn)業(yè)生態(tài)園區(qū)開工建設(shè)，一期投資約450億元，二期投資約350億元，預(yù)計建成投產(chǎn)后年產(chǎn)值達(dá)千億以上。該園區(qū)是迄今全球最大的合成生物產(chǎn)業(yè)園區(qū)。園區(qū)規(guī)劃圍繞“上游：系列生物基聚酰胺及關(guān)鍵單體——中游：民用絲、短纖、工業(yè)絲、特種尼龍、連續(xù)纖維復(fù)合材料——下游：紡織、成衣、復(fù)合材料制品加工”等產(chǎn)業(yè)鏈條建設(shè)。
8.14.四川?。撼啥即蛟炀哂星把靥卣鳌癇T+IT”生物經(jīng)濟創(chuàng)新區(qū)
2024年6月，首批11家四川省中試研發(fā)平臺組建。其中包括：四川省微生物合成與生物制造中試研發(fā)平臺。中試研發(fā)平臺是以高校、院所或企業(yè)科研平臺為依托，為科技成果進行概念驗證、中間試驗（包括工藝流程優(yōu)化、工程樣機開發(fā)、中小批量試制生產(chǎn)、樣品試驗檢測等）的科研開發(fā)實體。
8.15.重慶市：布局食品，農(nóng)業(yè)，能源等生物制造領(lǐng)域
2022年7月9日-10日，生物化工助力“雙碳”目標(biāo)高峰論壇暨第一屆中國西部合成生物制造國際前沿研討會在重慶舉行。中國工程院院士鄭裕國等來自二十多個國家、400多名專家和業(yè)界代表線上線下參會，圍繞生物化工和合成生物學(xué)領(lǐng)域顛覆性技術(shù)、產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀和未來趨勢展開深入探討。
8.16.湖南?。撼５陆蚴袑⒋蛟旌虾铣缮镏圃飚a(chǎn)業(yè)高地
2023年10月，湖南省委、省政府出臺《關(guān)于加快建設(shè)現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)體系的指導(dǎo)意見》；12月，印發(fā)《湖南省現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)體系建設(shè)實施方案》，明確提出要“著力發(fā)展系統(tǒng)生物學(xué)、合成生物學(xué)等核心底層技術(shù)，重點攻克生物合成前沿技術(shù)，促進合成生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)、化工、醫(yī)藥、環(huán)保等領(lǐng)域的應(yīng)用，支持長沙創(chuàng)建國家生物經(jīng)濟先導(dǎo)區(qū)”，近年來，參照上海、浙江等工業(yè)經(jīng)濟先進地區(qū)做法，統(tǒng)籌先進制造業(yè)高地專項、科技創(chuàng)新專項，通過支持“揭榜掛帥”、重大產(chǎn)業(yè)項目等方式，對合成生物有關(guān)的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化項目給予資金支持。
8.17.安徽?。汉戏适型七M生物制造產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展行動方案（2024-2026）》發(fā)布
2024年5月25日，《合肥市推進生物制造產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展行動方案（2024-2026）》發(fā)布，目標(biāo)為力爭到2026年，基本建成全鏈條創(chuàng)新平臺體系，打造國內(nèi)一流生物制造產(chǎn)業(yè)園區(qū)，培育引進一批具有國際影響力的生物制造領(lǐng)域領(lǐng)先企業(yè)，形成初具規(guī)模業(yè)態(tài)完整的生物制造產(chǎn)業(yè)集群，構(gòu)建應(yīng)用研發(fā)領(lǐng)先、創(chuàng)新轉(zhuǎn)化活躍、產(chǎn)業(yè)主體蓬勃發(fā)展和產(chǎn)業(yè)生態(tài)健全完備的發(fā)展格局。
8.18.陜西?。何飨绦聟^(qū)為合成生物重點布局區(qū)域
陜西省目前已形成以創(chuàng)新藥研發(fā)、醫(yī)藥制造領(lǐng)域為主的高新區(qū)，以“航天+生物醫(yī)藥”“人工智能+生物醫(yī)藥”的航天基地，以基因檢測、細(xì)胞治療領(lǐng)域為主的西咸新區(qū)等三大產(chǎn)業(yè)集群。其中，高新區(qū)在生物技術(shù)開發(fā)領(lǐng)域培育了巨子生物、金磁納米生物等代表性企業(yè)；西咸新區(qū)則將生物醫(yī)藥作為特色產(chǎn)業(yè)納入新區(qū)“3+7+N”產(chǎn)業(yè)布局，聚集了陜西數(shù)字醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)園、大健康科技產(chǎn)業(yè)園、秦創(chuàng)原陜藥生物制品（疫苗）項目、康龍化成西安生物醫(yī)藥研發(fā)項目，空軍軍醫(yī)大學(xué)、大健康產(chǎn)業(yè)園等重點項目。
8.19.新疆維吾爾自治區(qū)：霍爾果斯經(jīng)濟開發(fā)區(qū)培育合成生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展
2011年，伊犁川寧生物技術(shù)股份有限公司落地霍爾果斯經(jīng)濟開發(fā)區(qū)伊寧園區(qū)，是一家主要以玉米和大豆為原料生產(chǎn)抗生素中間體的生物制藥企業(yè)，擁有國際最先進、成熟的生物發(fā)酵、化學(xué)提取、酶解、控制和節(jié)能環(huán)保技術(shù)。同年，新疆蘇源生物工程有限公司落地伊寧，通過玉米淀粉生產(chǎn)L—苯丙氨酸。
8.20.廣西省：將利用氣候、資源優(yōu)勢打造合成生物產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢
廣西省是我國產(chǎn)糖量最大的省，為微生物發(fā)酵提供成本競爭優(yōu)勢。由于廣西省常年溫度適宜，發(fā)酵過程中液體起始溫度較高，節(jié)省了能源成本。
2020年，位于廣西南寧的漢和生物正式建立合成生物學(xué)產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院，2022年4月，公司榮獲南寧市發(fā)展和改革委員會認(rèn)定的“合成生物工程研究中心。
8.21.其他省份合成生物產(chǎn)業(yè)處于發(fā)展初級階段
甘肅省
2021年10月，甘肅省人民政府辦公廳發(fā)布關(guān)于印發(fā)《甘肅省“十四五”科技創(chuàng)新規(guī)劃的通知》。通知指出，要堅持需求導(dǎo)向和前沿引領(lǐng)相結(jié)合，形成基礎(chǔ)研究和應(yīng)用基礎(chǔ)研究融合發(fā)展的局面。在合成生物學(xué)研究的重點方向上，要進行抗病育種新技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用，多肽和蛋白質(zhì)類新藥等生物醫(yī)藥制品的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化，基因組編輯，復(fù)雜基因賄賂和代謝通路的設(shè)計。
海南省
2021年6月，海南省人民政府辦公廳發(fā)布關(guān)于印發(fā)《海南省“十四五”科技創(chuàng)新規(guī)劃》的通知，提出加快合成生物前沿技術(shù)的研發(fā)。在現(xiàn)代生物治療技術(shù)領(lǐng)域，提出加大免疫細(xì)胞基因工程修飾技術(shù)等產(chǎn)品研發(fā)及臨床轉(zhuǎn)化關(guān)鍵技術(shù)研究。在重大生物制品研制上提出，加強工程細(xì)胞構(gòu)建等關(guān)鍵技術(shù)和瓶頸技術(shù)研究。
云南省
2022年3月，云南省政府印發(fā)《“十四五”生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展規(guī)劃的通知》，規(guī)劃指出，加快構(gòu)建合成生物技術(shù)創(chuàng)新體系，支持開展基因組設(shè)計合成研究，為新型生物學(xué)治療方法、疫苗、材料、疾病控制等方面的基礎(chǔ)性研究提供技術(shù)支撐。
寧夏回族自治區(qū)
2021年9月，印發(fā)《寧夏回族自治區(qū)科技創(chuàng)新“十四五”規(guī)劃》。規(guī)劃指出，要持續(xù)開展有毒有害原料替代、生物合成和生物催化、無溶劑分離等生物化學(xué)原料藥、制劑及醫(yī)藥中間體的清潔生產(chǎn)工藝研發(fā)；開發(fā)高端和特色的生物化學(xué)原料藥新產(chǎn)品。引進轉(zhuǎn)化生物法制備新型燃料等生物基化學(xué)品的綠色生物制造技術(shù)。
福建省
2021年7月，福建省政府印發(fā)《福建省“十四五”制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展專項規(guī)劃》。規(guī)劃指出，要發(fā)揮福建師范大學(xué)工業(yè)微生物發(fā)酵技術(shù)國家地方聯(lián)合工程研究中心、福建省植物功能生物學(xué)與綠色農(nóng)業(yè)重點實驗室等平臺作用，加快合成生物學(xué)、酶工程、發(fā)酵工程等生物工程技術(shù)研究及其產(chǎn)品開發(fā)，提高微生物制造技術(shù)水平。支持利用微生物細(xì)胞轉(zhuǎn)化或酶催化技術(shù)將淀粉和生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)所需的生物材料，發(fā)展生物基綠色化學(xué)品、生物基高分子材料、維生素、輔酶和氨基酸等產(chǎn)品。
吉林省
2023年12月發(fā)布關(guān)于打造吉林省生物醫(yī)藥與高端醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)新賽道實施方案的通知，提出要聚焦產(chǎn)業(yè)高端，如合成生物等領(lǐng)域。
江西省
2022年4月，贛州出臺《贛州市扶持醫(yī)藥健康產(chǎn)業(yè)發(fā)展若干政策措施（試行）》，明確支持醫(yī)藥健康項目建設(shè)、支持區(qū)域性醫(yī)療康養(yǎng)中心建設(shè)、支持產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新升級、強化金融支持、強化產(chǎn)醫(yī)研用支持等促進生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策措施。
貴州省
2017年2月16日，貴陽中醫(yī)學(xué)院與中國科學(xué)院合成生物學(xué)重點實驗室合作框架協(xié)議簽訂。
9.我國合成生物產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模及展望
9.1.我國合成生物產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模
前瞻網(wǎng)發(fā)布的報告顯示，根據(jù)Research and Markets的數(shù)據(jù)，在全球市場持續(xù)擴張的情況下，中國也成為發(fā)展?jié)摿ψ畲蟮氖袌鲋唬?023年中國合成生物學(xué)市場規(guī)模約11.5億美元，預(yù)計未來將以23%的增長率增長，綜合以上數(shù)據(jù)，預(yù)計2029年中國合成生物學(xué)市場規(guī)模將達(dá)到40億美元。
目前合成生物學(xué)底層技術(shù)與關(guān)鍵核心技術(shù)研發(fā)不斷取得突破，正處于邁向快速產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵時期。隨著各省市自治區(qū)政策的持續(xù)落地，加之我國在微生物發(fā)酵方面的產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢，全球性的合成生物產(chǎn)業(yè)集群有望在我國崛起。
10.河南省合成生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
10.1著力構(gòu)建“一核、五基地”為主體的生物經(jīng)濟發(fā)展布局
10.1.1鄭州：全面推進鄭州航空港區(qū)國家高技術(shù)生物產(chǎn)業(yè)基地（核心區(qū)）建設(shè)
2022年6月，《鄭州市“十四五”戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展總體規(guī)劃(2021—2025年)》提出，到2025年，力爭全市生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)規(guī)模達(dá)到1500億元以上。構(gòu)建高能高質(zhì)高優(yōu)“153N”戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)體系，其中，“5”是提質(zhì)發(fā)展新能源汽車、生物、新材料、高端裝備制造、節(jié)能環(huán)保等五大特色優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)；提出“一核引領(lǐng)、多點支撐”總體產(chǎn)業(yè)空間布局?！耙缓恕?，即全面推進鄭州航空港區(qū)國家高技術(shù)生物產(chǎn)業(yè)基地（核心區(qū)）建設(shè)?！岸帱c”，即在全市范圍內(nèi)打造若干個生物產(chǎn)業(yè)基地作為全市生物產(chǎn)業(yè)重要支撐。
10.1.2洛陽：未來打造國內(nèi)最大生物酶數(shù)據(jù)庫平臺
洛陽本地優(yōu)勢生物經(jīng)濟相關(guān)產(chǎn)業(yè)，主要以生物制品、動物疫苗、診斷試劑與儀器、預(yù)防及治療藥品四大重點領(lǐng)域為主。
10.1.3濮陽：成功培育全國唯一一條完整的生物基可降解材料產(chǎn)業(yè)鏈條
2014年10月28日，國家發(fā)改委、財政部批復(fù)濮陽南樂縣生物基材料產(chǎn)業(yè)集群，為全國兩家之一、全省唯一重點扶持的生物基材料示范性產(chǎn)業(yè)集群。產(chǎn)業(yè)集群發(fā)展至2023年10月，南樂縣已成功培育出全國唯一一條完整的生物基可降解材料產(chǎn)業(yè)鏈條。
10.1.4南陽：聚焦豆粕減量替代
南陽將把生物農(nóng)業(yè)、生物質(zhì)能源等產(chǎn)業(yè)作為南陽發(fā)展生物經(jīng)濟的特色產(chǎn)業(yè)，加強科技創(chuàng)新，推動南陽生物經(jīng)濟規(guī)?；⒓夯⒏叨嘶缭绞桨l(fā)展。
10.1.5商丘：已形成較為完整的生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)鏈，合成生物仍處于初級階段
在生物藥品制品方面，依托牛津大學(xué)（蘇州）高等研究院商丘分院、南京大學(xué)（商丘）生命健康研究院等，柔性引進國內(nèi)外頂級科學(xué)家，突破創(chuàng)新型生物治療產(chǎn)品制備及創(chuàng)制關(guān)鍵核心技術(shù)，開發(fā)核酸、抗體、疫苗等新型生物藥物，重點引進培育高質(zhì)量的長效重組蛋白及多肽類藥物項目，向終端藥品、先進藥品以及保健藥品拓展，加快新藥創(chuàng)制和產(chǎn)業(yè)化。
10.1.6周口：鄲城打造全國重要生物基可降解材料基地
周口在合成生物領(lǐng)域的定位是：發(fā)揮生物醫(yī)藥、生物制造產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢，加快發(fā)展新型生物藥品、新型化學(xué)藥制劑等產(chǎn)業(yè)，完善生物發(fā)酵聚乳酸全產(chǎn)業(yè)鏈，建設(shè)全國重要的原料藥和生物基可降解材料產(chǎn)業(yè)基地。
10.1.7其他河南地區(qū)
?鶴壁
2023年，河南生物產(chǎn)業(yè)集團有限公司在鶴壁正式揭牌成立。河南生物產(chǎn)業(yè)集團注冊資本為30億元，管理新拓洋生物工程有限公司、河南飛天生物科技股份有限公司、鄭州拓洋實業(yè)有限公司、河南成果轉(zhuǎn)化生物科技有限公司、河南駿業(yè)科技發(fā)展有限公司、河南騏業(yè)科技發(fā)展有限公司等企業(yè)。截至2023年12月，河南生物產(chǎn)業(yè)集團管理資產(chǎn)35億元，凈資產(chǎn)16億元。
?開封
2023年4月22—23日，由省部共建作物逆境適應(yīng)與改良國家重點實驗室王學(xué)路教授主持的國家重點研發(fā)計劃“合成生物學(xué)”重點專項“以碳增氮高效生物固氮回路設(shè)計與系統(tǒng)優(yōu)化”項目啟動會在河南開封召開。
新鄉(xiāng)
2024年1月4日，河南省科技廳頒發(fā)了關(guān)于2023年度擬認(rèn)定河南省工程技術(shù)研究中心名單的公示，位于新鄉(xiāng)的河南科技學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院申報的“河南省藥物合成生物學(xué)工程技術(shù)研究中心”（下稱中心）成功獲批立項建設(shè)。河南省工程技術(shù)研究中心是國家創(chuàng)新體系的技術(shù)創(chuàng)新基地，是加速科研成果工程化應(yīng)用，推動產(chǎn)業(yè)核心競爭能力提升的省級創(chuàng)新平臺，該中心凝聚天然藥物開發(fā)、生物技術(shù)制藥和基于AI的藥物設(shè)計與改造3個研究方向，以微生物和植物源性天然藥物、蛋白藥物、核酸藥物為主要研究內(nèi)容，通過綜合利用產(chǎn)學(xué)研合作體系，致力于建設(shè)成為省內(nèi)領(lǐng)先、國內(nèi)先進的藥物合成生物學(xué)技術(shù)研究基地和服務(wù)平臺。
10.3河南省合成生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景
河南是全國第二大產(chǎn)糧大省，人口排名全國第三，是全國重要的綜合交通樞紐，在發(fā)展合成生物學(xué)方面具備先天優(yōu)勢，但相比于山東，浙江，廣東，江蘇，上海發(fā)展還相對落后，存在合成生物產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品附加值低，技術(shù)研發(fā)能力不足等問題。合成生物產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需要政府、產(chǎn)業(yè)、高校、研究院所、下游應(yīng)用全鏈條打通。下文就河南省合成生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展提出一些不成熟的建議。
1）政府在鼓勵產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中，要避免陷入過于求新的誤區(qū)。傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的升級也是新質(zhì)生產(chǎn)力重要的發(fā)力方向。傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)利用新技術(shù)，前沿技術(shù)，特別是顛覆性技術(shù)進行產(chǎn)業(yè)的升級改造也能夠有效形成新質(zhì)生產(chǎn)力。通過政策引導(dǎo)鼓勵高校與傳統(tǒng)發(fā)酵產(chǎn)業(yè)合作溝通，加強生物制造相關(guān)底層技術(shù)（如工業(yè)菌種優(yōu)化等）、產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵核心技術(shù)（如生產(chǎn)放大工藝等）、生物制造基礎(chǔ)應(yīng)用技術(shù)等研究，解決傳統(tǒng)發(fā)酵企業(yè)原創(chuàng)性差的痛點。優(yōu)化相關(guān)政策法規(guī)以促進技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)發(fā)展。與國內(nèi)外知名高校合作，在省內(nèi)院校設(shè)置合成生物學(xué)專業(yè)。
2）打造公共服務(wù)平臺體系。合成生物學(xué)最大的難點是從實驗室到產(chǎn)業(yè)化的中間工藝放大環(huán)節(jié)。通過和國內(nèi)頭部企業(yè)進行中試平臺建設(shè)，產(chǎn)業(yè)基金出資配備先進儀器設(shè)備和吸引高水平人才入駐，加速合成生物成果轉(zhuǎn)化。對于初創(chuàng)生物企業(yè)研發(fā)周期長，投入高，資金不足等問題，可參照成都的“創(chuàng)新券”模式，成都天府國際城自2021年起正式對區(qū)域內(nèi)企業(yè)發(fā)布向公共技術(shù)服務(wù)平臺購買科學(xué)研究、檢驗檢測、中試熟化、臨床試驗等服務(wù)而發(fā)放的配額憑證“創(chuàng)新券”。
通過創(chuàng)新券的使用可以用來抵扣與第三方平臺的服務(wù)費用，既減輕了企業(yè)的資金壓力，又為生物城完善上下游產(chǎn)業(yè)鏈提供了契機。
3）打造辨識度高的產(chǎn)業(yè)集群。通過管理制度，人才政策，產(chǎn)業(yè)基金，金融服務(wù)等政策傾斜，加強龍頭企業(yè)以及高附加值技術(shù)成果引進，優(yōu)先支持建設(shè)3-5個省級合成生物學(xué)重點項目，發(fā)揮示范引領(lǐng)作用，結(jié)合各地市產(chǎn)業(yè)特點支撐合成生物產(chǎn)業(yè)集聚發(fā)展。
4）從終端應(yīng)用驗證角度看，根據(jù)河南本地下游的優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)，建議合成生物學(xué)產(chǎn)業(yè)在應(yīng)用端重點聚焦農(nóng)業(yè)，化工，新材料，食品（人和動物），醫(yī)藥等細(xì)分領(lǐng)域的發(fā)展機遇。
5）進一步優(yōu)化政務(wù)服務(wù)，打造良好的企業(yè)生態(tài)體系。在合成生物產(chǎn)業(yè)園區(qū)，通過線上線下融合服務(wù)，快速解決企業(yè)問題；推廣工商注冊綠色通道，縮短企業(yè)注冊時間；聯(lián)動市場監(jiān)管局、知識產(chǎn)權(quán)保護中心，為園區(qū)建立知識產(chǎn)權(quán)快審?fù)ǖ赖?，強化資源供給保障。
6）合成生物經(jīng)濟的監(jiān)管體制、決策機制和政策體系改進，包括環(huán)保和安全生產(chǎn)監(jiān)管；在涉及倫理和安全問題的前沿技術(shù)領(lǐng)域（如基因編輯、干細(xì)胞治療和克隆等）需建立專家評估和決策機制，以有序規(guī)范推進技術(shù)的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化，確保合成生物產(chǎn)業(yè)得到適當(dāng)監(jiān)管和管理。
H.E.L致力于工藝篩選優(yōu)化、反應(yīng)量熱和絕熱加速量熱
在反應(yīng)過程安全和反應(yīng)放大中的解決方案
過程安全與反應(yīng)風(fēng)險｜電池絕熱量熱儀
化學(xué)合成與高壓催化｜生物反應(yīng)器系統(tǒng)
H.E.L——Hazard Evaluation Laboratories成立于1987年，總部設(shè)在倫敦，在中國、美國、德國、意大利、印度擁有分公司。全資的赫伊爾商貿(mào)（北京）有限公司于2020年在北京設(shè)立。
關(guān)于綠綿科技
2001年成立的北京綠綿科技有限公司(簡稱：綠綿科技)以體現(xiàn)客戶服務(wù)價值為宗旨，以專業(yè)精神和技能為廣大實驗室分析工作者提供樣品前處理、樣品制備及分析、實驗數(shù)據(jù)精確分析和管理的全面解決方案，致力于協(xié)助客戶提高分析檢測的效率和水平。
主要代理產(chǎn)品：GC/MS/MS,LC/MS/MS新機租賃業(yè)務(wù)/LUMTECH循環(huán)制備液相/靜音型雙頻超聲清洗/Knauer研發(fā)，中試和生產(chǎn)脂質(zhì)納米顆粒（LNP)碰撞噴射混合器系統(tǒng)/冰點滲透壓儀、液相/超高壓液相色譜儀、在線SPE液相色譜儀/法國F-DGSi氮氣，超高純氫氣氣體發(fā)生器，液氮發(fā)生器/Cytiva生命科學(xué)設(shè)備/LabOS實驗室運營系統(tǒng)/MassWorks準(zhǔn)確質(zhì)量數(shù)測定及分子式識別系統(tǒng)/MsMetrix氣質(zhì)香精香料分析軟件/Sin-QuEChERS農(nóng)殘凈化柱/制藥企業(yè)質(zhì)量回顧性報告系統(tǒng)（QRS)/英國赫伊爾生物反應(yīng)器，電池絕熱量熱、催化劑合成。
關(guān)于綠綿科技
北京綠綿科技有限公司(簡稱：綠綿科技)以體現(xiàn)客戶服務(wù)價值為宗旨，以專業(yè)精神和技能為廣大實驗室分析工作者提供樣品前處理、樣品制備及分析、實驗數(shù)據(jù)精確分析和管理的全面解決方案，致力于協(xié)助客戶提高分析檢測的效率和水平。主要代理產(chǎn)品聯(lián)系電話：010-82676061/2/3/4/5/6/7/8
E-mail：[email protected]。
