合成生物學(xué)應(yīng)用非常廣泛，涉及醫(yī)療、能源、化工、農(nóng)業(yè)、食品和化妝品等，其中食品和醫(yī)療是其應(yīng)用及投資最主要的領(lǐng)域。

據(jù)CB Insights數(shù)據(jù)顯示，全球合成生物學(xué)市場(chǎng)規(guī)模從2019年的53億美元增長(zhǎng)到2024年的189億美元（CAGR 28.8%）；其中，合成生物學(xué)在醫(yī)療健康領(lǐng)域的市場(chǎng)規(guī)模從2019年的21億美元增長(zhǎng)到2024年的50億美元（CAGR 18.9%?），2019年其占比達(dá)到40%，是第一大應(yīng)用領(lǐng)域。同時(shí)，BCG數(shù)據(jù)顯示，以生物制藥、非處方藥和醫(yī)療器械為代表的醫(yī)療健康領(lǐng)域是合成生物學(xué)應(yīng)用較早的領(lǐng)域。

醫(yī)藥領(lǐng)域應(yīng)用

合成生物學(xué)的發(fā)展將在藥物開(kāi)發(fā)過(guò)程的幾乎每個(gè)階段都會(huì)帶來(lái)連鎖反應(yīng)。

靶點(diǎn)發(fā)現(xiàn)

制藥公司可利用全基因組和CRISPR技術(shù)來(lái)驗(yàn)證可用的大量基因測(cè)序數(shù)據(jù)并發(fā)現(xiàn)新的藥物靶點(diǎn)。如基于CRISPR技術(shù)的高通量篩選系統(tǒng)可以用于大規(guī)模地敲除（CRISPR-KO）、抑制（CRISPRi）或激活（CRISPRa）候選基因，通過(guò)觀察疾病表型的惡化或是緩解，找到潛在的藥物作用靶點(diǎn)。

藥物發(fā)現(xiàn)

在確定了靶點(diǎn)后，可以利用合成生物學(xué)設(shè)計(jì)全細(xì)胞篩選試驗(yàn)，以進(jìn)行藥物發(fā)現(xiàn)。

首先，來(lái)自微生物次生代謝的基因回路可以被整合到宿主微生物中，以促進(jìn)靶向化合物的基因表達(dá)；

其次，對(duì)蛋白進(jìn)行改造用于藥物化學(xué)空間的組合探索；

另外，光遺傳學(xué)生物傳感器可以以多種方式用于，例如，驗(yàn)證藥物靶點(diǎn)，通過(guò)設(shè)計(jì)的疾病模型了解藥物的作用機(jī)制，并在特定部位或特定條件下誘導(dǎo)藥物遞送機(jī)制。

還可通過(guò)操縱群體感應(yīng)（QS）通過(guò)改變細(xì)胞間通訊系統(tǒng)來(lái)研究細(xì)菌耐藥性或癌細(xì)胞之間的相互通訊。

蛋白質(zhì)工程是合成生物學(xué)的重要工具。定點(diǎn)誘變可以增加酶的區(qū)域特異性或立體特異性（A），增加所選配體的結(jié)合常數(shù)（B），或在酶亞型之間進(jìn)行選擇（C）。

藥物生產(chǎn)

合成生物學(xué)主要特點(diǎn)就是可以通過(guò)“活細(xì)胞生產(chǎn)”，來(lái)彌補(bǔ)有機(jī)化學(xué)方法合成化合物的許多不足。其主要包括三部分：誘導(dǎo)因子、基因回路和報(bào)告基因。

這三部分被裝載在活細(xì)胞中，可以利用以微生物為代表的細(xì)胞作為工廠，批量生產(chǎn)各種人類(lèi)所需的化合物。如果將植物內(nèi)次生代謝基因回路克隆到微生物體內(nèi)，生產(chǎn)出來(lái)的化合物就更接近于天然產(chǎn)物，并且生產(chǎn)周期短，產(chǎn)量大。如抗瘧藥物青蒿素及抗癌藥紫杉醇的量產(chǎn)，就依賴于合成生物學(xué)。

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企業(yè)布局

目前，布局合成生物學(xué)的企業(yè)主要分為上、中、下游三類(lèi)。

上游企業(yè)以技術(shù)服務(wù)為主，主要提供DNA測(cè)序、合成和編輯等基因技術(shù)服務(wù)；中游企業(yè)主要提供菌株改造、篩選等生物合成技術(shù)和設(shè)計(jì)方案；下游企業(yè)更注重其實(shí)際應(yīng)用，能夠通過(guò)合成生物學(xué)進(jìn)行產(chǎn)品規(guī)?；a(chǎn)及商業(yè)化。?

國(guó)內(nèi)的上游企業(yè)如金斯瑞，一直專注于基因合成技術(shù)。2013年成立工業(yè)合成生物產(chǎn)品事業(yè)部百斯杰，進(jìn)軍工業(yè)酶制劑領(lǐng)域。目前公司已建立四大平臺(tái)：生命科學(xué)服務(wù)及產(chǎn)品平臺(tái)、生物醫(yī)藥合同研發(fā)生產(chǎn)（CDMO）平臺(tái)、細(xì)胞治療平臺(tái)及工業(yè)合成生物產(chǎn)品平臺(tái)。

華東醫(yī)藥于今年7月宣布，其全資子公司中美華東、杭州市拱墅區(qū)人民政府、浙江工業(yè)大學(xué)三方共同組建了“華東合成生物學(xué)產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院。

今年五月，華東醫(yī)藥控股子公司琿達(dá)生物投資成立全資子公司琿益生物，琿益生物擁有三大研發(fā)平臺(tái)（微生物細(xì)胞工廠構(gòu)建平臺(tái)、生物酶的篩選與進(jìn)化平臺(tái)、發(fā)酵及產(chǎn)物分離純化平臺(tái)），并已建成包含所有七大酶系的酶庫(kù)資源，業(yè)務(wù)包括工業(yè)酶制劑研發(fā)、發(fā)酵過(guò)程優(yōu)化技術(shù)研發(fā)、生物基材料技術(shù)研發(fā)等。

目前，華東醫(yī)藥已手握三大研發(fā)平臺(tái)和五大產(chǎn)業(yè)基地（杭州祥符橋、錢(qián)塘新區(qū)、江蘇九陽(yáng)、美琪健康、美華高科），研發(fā)能力覆蓋菌種構(gòu)建、代謝調(diào)控、分離純化、酶催化、合成修飾等微生物工程技術(shù)各個(gè)階段。 此外，比較成熟的藥物如默沙東通過(guò)合成生物學(xué)開(kāi)發(fā)降糖藥西格列汀，諾華開(kāi)發(fā)了CAR-T療法 Kymriah來(lái)治療 B 細(xì)胞急性淋巴細(xì)胞白血病。

以下文章來(lái)源于藥研網(wǎng)?，作者豆芽

在“雙碳”目標(biāo)的指引之下，低碳生物合成正面臨哪些機(jī)遇與挑戰(zhàn)？應(yīng)該如何發(fā)揮創(chuàng)新優(yōu)勢(shì)，以進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用？在日前召開(kāi)的香山科學(xué)會(huì)議上，與會(huì)專家就上述話題開(kāi)展了討論。

以“低碳生物合成”為主題的香山科學(xué)會(huì)議第715次學(xué)術(shù)討論會(huì)在北京成功召開(kāi)。會(huì)議聘請(qǐng)中國(guó)科學(xué)院分子植物科學(xué)卓越中心趙國(guó)屏研究員、上海交通大學(xué)鄧子新教授、北京化工大學(xué)譚天偉教授、國(guó)投生物科技投資公司岳國(guó)君教授級(jí)高工、西湖大學(xué)曾安平教授、中國(guó)科學(xué)院天津工業(yè)技術(shù)研究所馬延和研究員擔(dān)任本次會(huì)議的執(zhí)行主席。來(lái)自國(guó)內(nèi)20余家單位的40余名專家學(xué)者應(yīng)邀參加了會(huì)議。會(huì)議圍繞（1）低碳生物合成-減碳；（2）低碳生物合成-固碳；（3）低碳生物合成-監(jiān)管三個(gè)中心議題等中心議題進(jìn)行了深入討論。

生物合成適應(yīng)變革經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式的需求

一般來(lái)說(shuō)，低碳生物合成指的是以二氧化碳、生物質(zhì)、有機(jī)廢棄物等可再生資源為原料，利用工業(yè)菌種、工業(yè)酶等生物體為工具進(jìn)行物質(zhì)合成的生物技術(shù)。

中國(guó)科學(xué)院天津工業(yè)技術(shù)研究所所長(zhǎng)馬延和告訴記者：“低碳生物合成由于原料低碳可再生，且在生產(chǎn)過(guò)程中利用生物體系，將傳統(tǒng)高溫高壓的化工生產(chǎn)變革為常溫常壓的生物制造，不但可以實(shí)現(xiàn)工業(yè)生物碳匯與低碳循環(huán)，還降低了物質(zhì)制造過(guò)程中的碳排放，減少了碳足跡。目前，低碳生物合成模式已經(jīng)成為引領(lǐng)化工、材料、能源、食品、醫(yī)藥等化學(xué)品生產(chǎn)的工業(yè)制造新模式?！?/p>

世界自然基金會(huì)報(bào)告預(yù)測(cè)，到2030年，包括食品農(nóng)業(yè)、生物燃料、生物基材料與化學(xué)品等行業(yè)在內(nèi)的低碳生物合成產(chǎn)品有望每年減少20.7億—26.0億噸的碳排放。這對(duì)于減緩全球氣候變化、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

據(jù)中國(guó)21世紀(jì)議程管理中心測(cè)算，2020年我國(guó)排放二氧化碳約112億噸，需要在經(jīng)濟(jì)社會(huì)的各領(lǐng)域各環(huán)節(jié)發(fā)展綠色低碳技術(shù)，以減少二氧化碳的排放。中國(guó)工程院院士、北京化工大學(xué)校長(zhǎng)譚天偉認(rèn)為，低碳生物合成是變革經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式的重大需求，也是實(shí)現(xiàn)綠色工業(yè)制造、創(chuàng)新發(fā)展的重要突破口。

提升生物合成原始創(chuàng)新能力是核心

“綠色生物制造已經(jīng)展現(xiàn)出巨大潛力。”譚天偉說(shuō)。

我國(guó)擁有充足的生物質(zhì)資源，年可利用量約7億噸。譚天偉說(shuō)：“若能合理利用這些資源，集中替代有限類(lèi)別產(chǎn)品，生物綠色制造將具有解決千萬(wàn)噸級(jí)化工產(chǎn)品的能力及潛力。而要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，還需要加強(qiáng)科技創(chuàng)新，解決產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、關(guān)鍵技術(shù)及核心裝備等問(wèn)題?！?/p>

從當(dāng)前發(fā)展情況來(lái)看，絕大部分的生物合成路線還無(wú)法與傳統(tǒng)的石化和農(nóng)業(yè)路線競(jìng)爭(zhēng)。技術(shù)研發(fā)鏈條長(zhǎng)、技術(shù)供給不足、對(duì)生物體系的認(rèn)識(shí)遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)化學(xué)催化劑等問(wèn)題，都是擺在低碳生物合成面前的巨大挑戰(zhàn)。

馬延和表示，我國(guó)需要加強(qiáng)基礎(chǔ)、應(yīng)用基礎(chǔ)與前沿技術(shù)研究布局，加快原料、工具、過(guò)程與裝備等領(lǐng)域的科技創(chuàng)新平臺(tái)建設(shè)；也要推進(jìn)實(shí)施“低碳生物合成”方向的科技專項(xiàng)，以全球化視野統(tǒng)籌創(chuàng)新資源和要素；還要圍繞二氧化碳等碳資源轉(zhuǎn)化利用與物質(zhì)低碳合成的生物路線，突破一批顛覆性生物合成技術(shù)和產(chǎn)業(yè)核心關(guān)鍵技術(shù)，提升我國(guó)生物技術(shù)原始創(chuàng)新能力，為我國(guó)生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供引導(dǎo)和支撐，為生物經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供新引擎。

完善生物合成安全監(jiān)管是關(guān)鍵

需要關(guān)注的是，生物合成技術(shù)的快速發(fā)展也給監(jiān)管模式和治理體系帶來(lái)了新挑戰(zhàn)。

中國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)科學(xué)院分子植物科學(xué)卓越中心研究員趙國(guó)屏建議，應(yīng)重點(diǎn)做好生物合成技術(shù)與現(xiàn)有政策、法規(guī)間的銜接，同時(shí)梳理現(xiàn)有監(jiān)管政策中存在的問(wèn)題、漏洞及空白，開(kāi)展長(zhǎng)期的監(jiān)管與政策研究。

澳門(mén)大學(xué)助理教授杜立則指出，應(yīng)該從三個(gè)方面入手創(chuàng)新法律規(guī)范機(jī)制：“首先，應(yīng)該采取以科學(xué)為基礎(chǔ)的立法方式促進(jìn)科研創(chuàng)新；其次，要基于技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)明確分類(lèi)監(jiān)管的標(biāo)準(zhǔn)；最后，可以在政策制定和立法環(huán)節(jié)引入公眾參與，讓合成生物科技的商業(yè)化更具有社會(huì)許可性?！?/p>

與會(huì)專家認(rèn)為，加強(qiáng)低碳生物合成技術(shù)自主創(chuàng)新，形成綠色生物工業(yè)核心技術(shù)能力，是保障我國(guó)生物產(chǎn)業(yè)安全、掌握生物經(jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)略主動(dòng)權(quán)的關(guān)鍵。同時(shí)，我國(guó)也應(yīng)建立科學(xué)和高效的管理體系，加強(qiáng)生物安全和倫理風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與監(jiān)管，建設(shè)全社會(huì)參與的科學(xué)傳播平臺(tái)，培養(yǎng)具備跨學(xué)科研發(fā)創(chuàng)新和多領(lǐng)域綜合創(chuàng)業(yè)能力的人才隊(duì)伍，以進(jìn)一步發(fā)揮低碳生物合成技術(shù)在經(jīng)濟(jì)社會(huì)全面綠色低碳轉(zhuǎn)型中的引領(lǐng)帶動(dòng)作用。

香山科學(xué)會(huì)議是由國(guó)家科學(xué)技術(shù)部（原國(guó)家科委）發(fā)起，在科學(xué)技術(shù)部和中國(guó)科學(xué)院的共同支持下于1993年正式創(chuàng)辦，相繼得到國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)、中國(guó)科學(xué)院和學(xué)部、中國(guó)工程院、教育部、中央軍委科學(xué)技術(shù)委員會(huì)、中國(guó)科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)、國(guó)家衛(wèi)生和計(jì)劃生育委員會(huì)、農(nóng)業(yè)部、交通運(yùn)輸部等部門(mén)的資助與支持。

資料來(lái)源：聚如如資訊（www.jururu.info）、科技日?qǐng)?bào)、香山科學(xué)會(huì)議

李國(guó)忠在閉幕致辭中指出，當(dāng)前我們正面臨中華民族偉大復(fù)興的戰(zhàn)略全局和世界百年未有之大變局，科技創(chuàng)新也呈現(xiàn)出新的趨勢(shì)，經(jīng)濟(jì)社會(huì)對(duì)科技的需求越來(lái)越急迫。舉辦創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽是我區(qū)推動(dòng)大眾創(chuàng)新、萬(wàn)眾創(chuàng)業(yè)和促進(jìn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要抓手，就是要聚焦前沿技術(shù)，積極服務(wù)經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展，發(fā)現(xiàn)和培育一大批優(yōu)秀企業(yè)。在本次總決賽活動(dòng)中，我區(qū)企業(yè)在人工智能、生命科學(xué)、高端裝備制造、新能源、新材料等領(lǐng)域涌現(xiàn)了一批科技含量高、市場(chǎng)潛力大、帶動(dòng)能力強(qiáng)的好項(xiàng)目，既代表著科技創(chuàng)新的方向，也代表著產(chǎn)業(yè)發(fā)展的走向，希望這些項(xiàng)目扎根八桂大地，成為我區(qū)科創(chuàng)企業(yè)發(fā)展的標(biāo)桿和踐行創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略的先鋒和典范，讓“大眾創(chuàng)業(yè) 萬(wàn)眾創(chuàng)新”的熱情持續(xù)推動(dòng)經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展。今年是廣西作為中國(guó)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽省級(jí)獨(dú)立賽區(qū)的第八年，大賽舉辦以來(lái)，參賽項(xiàng)目已超過(guò)8000個(gè)。本屆大賽自今年4月份啟動(dòng)以來(lái)，共吸引全區(qū)1440家企業(yè)報(bào)名參賽，最終確認(rèn)參賽企業(yè)數(shù)達(dá)1024家，位居全國(guó)第六，參賽企業(yè)數(shù)再創(chuàng)新高，整體質(zhì)量進(jìn)一步提升。大賽聚焦我區(qū)科技創(chuàng)新“十四五”規(guī)劃的高端制造、新能源、新能源汽車(chē)、新材料、生物醫(yī)藥、節(jié)能環(huán)保、新一代信息技術(shù)七大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)方向開(kāi)展，其中，新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域共有618家企業(yè)參賽，領(lǐng)跑七大產(chǎn)業(yè)賽道之首。

大賽現(xiàn)場(chǎng)，參賽企業(yè)帶來(lái)“工業(yè)仿真軟件、智能溫控釋藥體系、環(huán)保智能儀器產(chǎn)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、硅基OLED微型顯示芯片、肺結(jié)節(jié)良惡性鑒別診斷、高精度毫米波雷達(dá)”等一批高精尖項(xiàng)目，八桂雙創(chuàng)精英輪番“大顯身手”，向社會(huì)各界展示廣西“雙創(chuàng)”力量，受到眾多投融資機(jī)構(gòu)的廣泛關(guān)注。經(jīng)過(guò)激烈角逐，柳州滬信汽車(chē)科技有限公司和廣西飛芒特生物科技有限公司分獲成長(zhǎng)組和初創(chuàng)組桂冠。大賽共為20家獲獎(jiǎng)企業(yè)、15家優(yōu)秀組織單位和80家廣西優(yōu)勝獎(jiǎng)企業(yè)代表進(jìn)行頒獎(jiǎng)。此外，我區(qū)共有44家企業(yè)成功入圍全國(guó)賽，代表廣西沖擊全國(guó)最高獎(jiǎng)項(xiàng)。廣西科技廳黨組成員、副廳長(zhǎng)李克純出席總決賽開(kāi)幕式并致辭。本屆大賽由廣西科技廳、財(cái)政廳、教育廳、網(wǎng)信辦、工商聯(lián)共同主辦，廣西國(guó)際人才交流中心和廣西桂創(chuàng)企業(yè)管理咨詢有限公司聯(lián)合承辦，各市科技局、各市高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)區(qū)管委會(huì)協(xié)辦，由廣西北部灣銀行作為支持單位。大賽全程同步網(wǎng)絡(luò)直播，得到了社會(huì)各界廣泛關(guān)注，吸引23.51萬(wàn)人次在線觀摩。

來(lái)源：廣西科技廳