本報記者 朱美喬

　　合成生物學被稱為生命科學的第三次革命，在食品、醫(yī)學、制藥、化工、能源、材料、農(nóng)業(yè)和環(huán)保等領域均有著廣泛的應用前景。基礎研究和底層技術(shù)的突破以及相關(guān)成本的迅速下降，為合成生物學技術(shù)轉(zhuǎn)化打開了新格局。日前，由中國生物發(fā)酵產(chǎn)業(yè)協(xié)會主辦、梅花生物科技集團股份有限公司承辦的“2023中國合成生物學技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展論壇”在北京舉辦。與會專家表示，合成生物學正從技術(shù)探索走向生產(chǎn)應用，由此催生了新市場和新增長點。

　　合成生物學技術(shù)為生物發(fā)酵產(chǎn)業(yè)開辟新賽道

　　面對新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的重要機遇，如何以科技創(chuàng)新開辟生物發(fā)酵產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新領域、新賽道，不斷塑造新動能、新優(yōu)勢？

　　中國發(fā)酵產(chǎn)業(yè)協(xié)會理事長于學軍表示，生物發(fā)酵產(chǎn)業(yè)是我國戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，是生物制造的基礎產(chǎn)業(yè)。近年來，生物發(fā)酵行業(yè)自主創(chuàng)新能力顯著增強，裝備水平快速提高，綠色制造大幅提升，節(jié)能減排成效顯著。2022年，生物發(fā)酵主要產(chǎn)品產(chǎn)值約2860億元，增長約10%；出口約650萬噸，增長約15%，出口額增長近28%。《“十四五”生物經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃》《關(guān)于推動輕工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的指導意見》等相關(guān)政策的出臺，對中國生物發(fā)酵產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提出了新要求、賦予了新使命，同時也為產(chǎn)業(yè)的發(fā)展指明了新路徑、提供了新方向。

　　于學軍表示，“十四五”時期是我國生物經(jīng)濟發(fā)展的關(guān)鍵時期，生物制造是生物經(jīng)濟發(fā)展的重要基礎，而合成生物學則是生物制造的重要技術(shù)支撐。合成生物學是生命科學領域一門新興交叉科學，被視為理解生命的“新鑰匙”、未來的顛覆性技術(shù)之一，也是世界各國重點發(fā)展布局的領域之一。合成生物學已經(jīng)迎來歷史性發(fā)展機遇和廣闊前景，正在快速向?qū)嵱没彤a(chǎn)業(yè)化方向發(fā)展，在“雙碳”、生物材料、生物信息技術(shù)和人工智能等領域都會發(fā)揮出獨特的作用，是世界各國科技發(fā)展的必爭之地，對于改變我國相關(guān)產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟增長方式、實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)綠色可持續(xù)發(fā)展、推動我國生物經(jīng)濟加快實現(xiàn)由大到強具有重要的戰(zhàn)略意義。

　　于學軍認為，面向未來，合成生物學應聚焦基因編輯、基因合成與組裝等底層技術(shù)，利用人工智能和集成電路集聚優(yōu)勢做好支撐。要全力加快合成生物學技術(shù)在生命健康、食品與農(nóng)業(yè)、材料與能源、環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展領域的應用研究，實現(xiàn)合成生物學技術(shù)從科研成果到產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化全鏈條發(fā)展。

　　以合成生物學技術(shù)改造傳統(tǒng)大健康產(chǎn)品研發(fā)路徑

　　近年來，得益于技術(shù)突破、政策支持等因素，合成生物學技術(shù)取得突破性發(fā)展，迅速從實驗室走向產(chǎn)業(yè)，廣泛應用在醫(yī)療健康、綠色能源、日化美妝、食品消費等領域，并且普遍具有低成本、高效率和高價值的特點。

　　“我們利用合成生物學技術(shù)改造或者顛覆傳統(tǒng)大健康產(chǎn)品的研發(fā)路徑，從找菌種到找基因，從被動篩選到主動創(chuàng)新，從利用自然菌種到人工設計產(chǎn)生菌。”中國科學院院士鄧子新表示，合成生物學技術(shù)顛覆了國內(nèi)外重大品種的合成工藝，打破了國外大品種的壟斷，帶動了傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)向高端產(chǎn)業(yè)快速轉(zhuǎn)型升級。在研發(fā)層面，可以加速形成一系列具有高端自主知識產(chǎn)權(quán)新產(chǎn)品，培養(yǎng)一批業(yè)內(nèi)高級專業(yè)技術(shù)人才。

　　合成生物學技術(shù)作為變革傳統(tǒng)食品生產(chǎn)和制造的關(guān)鍵技術(shù)，通過創(chuàng)建具有食品級工業(yè)應用能力的人工生物合成系統(tǒng)，可以實現(xiàn)更安全、更健康和可持續(xù)的食品獲取方式。中國工程院院士陳堅舉例說，酵母合成酒花與發(fā)酵啤酒同步技術(shù)，應用合成生物學使工業(yè)釀造酵母合成單萜分子芳樟醇和香葉醇，在成品啤酒中形成啤酒花風味，而不用添加啤酒花。又如，合成生物學與人造牛奶，通過分析牛奶中對人體有益的重要原料，以合成生物學技術(shù)構(gòu)建酵母細胞，實現(xiàn)發(fā)酵合成多種蛋白與脂肪酸。在陳堅看來，合成生物學技術(shù)對現(xiàn)代食品工業(yè)的快速發(fā)展起到了極大的推動作用。食品加工過程中運用合成生物學技術(shù)，能夠在保證食品質(zhì)量的同時提升加工效率。

　　基于合成生物學技術(shù)可以加速實現(xiàn)營養(yǎng)化學品的產(chǎn)業(yè)化。以維生素為例，中國工程院院士鄭裕國指出，我國維生素市場規(guī)模不斷擴大，合成生物學技術(shù)的崛起與進步給維生素產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶來了新的機遇。鄭裕國介紹，維生素生產(chǎn)主要以化學法和生物發(fā)酵法為主，在合成生物學技術(shù)快速發(fā)展的推動下，呈現(xiàn)從化學法向綠色低碳生物法發(fā)展的趨勢。隨著合成生物學技術(shù)的進一步升級與工程化應用，多個品種的維生素有望實現(xiàn)對原有生產(chǎn)路線的替代。

　　麥肯錫數(shù)據(jù)顯示，預計到2025年，合成生物學與生物制造的經(jīng)濟價值將達到1000億美元，未來全球60%的物質(zhì)生產(chǎn)可通過生物制造方式實現(xiàn)。天津工業(yè)生物技術(shù)研究所副所長孫際賓介紹，生物制造是先進工業(yè)生產(chǎn)方式，是實現(xiàn)工業(yè)可持續(xù)發(fā)展最有希望的領域之一。生物制造的原料一般為含碳化合物，來自農(nóng)業(yè)（糖、淀粉、秸稈）、工業(yè)（甲醛等石油化工）、自然界（天然氣），具有原料可再生、過程綠色化、產(chǎn)品范圍廣的特征。

　　黃單胞多糖、鞘氨醇多糖、糖胺聚糖等微生物多糖廣泛應用于食品、醫(yī)藥等各個領域。南開大學生命科學學院副院長馬挺介紹，合成生物學定制多糖新產(chǎn)品研發(fā)以及多糖修飾產(chǎn)品的應用，可進一步豐富產(chǎn)品種類，拓寬應用市場。

　　中國科學院合成生物學重點實驗室研究員楊晟認為，合成生物學應用范圍不斷拓寬，逐步從基礎前沿的探索階段進入應用導向的轉(zhuǎn)化研究階段。海通國際證券首席分析師劉威指出，我國合成生物學的核心競爭力優(yōu)勢顯著，即制造優(yōu)勢、效率優(yōu)勢、市場優(yōu)勢。

　　生物發(fā)酵行業(yè)正在面臨轉(zhuǎn)型升級的共性問題，如何利用合成生物學技術(shù)，促進生物發(fā)酵產(chǎn)業(yè)發(fā)展？對此，天津科技大學校長路福平表示，若想通過合成生物學技術(shù)促進生物發(fā)酵產(chǎn)業(yè)發(fā)展，需從原料、產(chǎn)品導向、發(fā)酵過程等方面著手。

　　目前，合成生物學正在國內(nèi)觸發(fā)產(chǎn)業(yè)變革。在關(guān)鍵核心技術(shù)領域和下游應用端，技術(shù)創(chuàng)新的勢頭趨于明顯，不少產(chǎn)品已占據(jù)全球原料市場“排行榜”前列。梅花生物科技集團股份有限公司總經(jīng)理何君認為，合成生物學可以制造出人們需要的產(chǎn)品，簡單地說，合成生物學技術(shù)將不可能變成可能。近年來，我國在合成生物學領域誕生了一大批企業(yè)。從產(chǎn)業(yè)集聚度來看，國內(nèi)合成生物學企業(yè)比較多地匯聚在長三角、京津冀、粵港澳，不少企業(yè)已經(jīng)發(fā)展成為細分領域的行業(yè)龍頭，并且加速推動AI技術(shù)在合成生物學領域的應用。梅花生物從2010年起便深耕合成生物學領域，搭建了菌種改造、工藝優(yōu)化、應用開發(fā)的專業(yè)團隊，擁有新一代基因組測序儀等先進設備，能快速表征高通量篩選獲得細胞的產(chǎn)物譜和基因型，用于指導設計新一代的合成生物學菌株，為今后產(chǎn)業(yè)發(fā)展打下了堅實基礎。