合成生物學是21世紀生命科學領域的一門新興學科,被視爲DNA雙螺旋結構發現和基因組測序之後的“第三次生物科學革命”,也被稱爲“未來產業”的新核爆點。近年來,全球合成生物行業飛速發展,中國也在這個“新賽道”上成績斐然。

人口增長、能源緊缺、環境污染、醫療挑戰,當今人類社會面臨的多種困境,隨着合成生物這一顛覆性前沿技術的高速發展,迎來突圍的曙光。

上海始終將合成生物學技術、基因治療列爲重點發展先導產業,並致力於到2030年,建設合成生物全球創新策源高地、國際成果轉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製造產業集羣。“一切皆可造”,合成生物如何實現造物與造富?

簡單來說,合成生物,就是讓一個個細胞成爲“超級工廠”,在定向改造後,源源不斷生產特定的物質。它爲人類打開了“一切皆可造”的無限想象。比如,只要一個細胞就能推動各種人造動物肉大規模生產。比如,不需要適配血型,還能長期保存、隨取隨用的人造血。再比如,以玉米等植物爲原料,合成更輕量、可回收的基建材料。它還能讓稀缺用藥,成爲普通人買得到、用得起的好藥。

據預測,全球大約60%的物質可以用合成生物的方式生產。今年,全球合成生物學的市場規模將達189億美元,年複合增長率爲28.8%這個“經濟新物種”飛速發展的背後上海正在全球承擔着重要角色。

弈柯萊,是國內合成生物賽道龍頭公司之一。2015年,同在上海中科院有機所求學的創始團隊,決定進入這個當時剛起步的全新賽道。田振華是企業的003號員工,他帶我走進一箇中試實驗室,這裏正在研發生產的是利用微生物生物合成的人乳寡糖。

人乳寡糖是人類母乳所獨有的糖分子,對嬰幼兒腸道健康等具有重要作用,含有這個原料的嬰兒配方奶粉,有望今年首次在國內上市。“我們現在看到的這套裝置,是一個50升的發酵罐,它所能發酵出來的HMO(人乳寡糖)的產品,能夠爲250罐的嬰兒配方奶粉,提供必要的益生元。”弈柯萊副總、中科院有機所博士田振華說。

也是在2015年,在海外求學多年的郭敏帶着他的研究成果,來到上海,同時開啓了他的合成生物逐夢之路。八年探索,這家企業已開發出全球第一套不依賴細胞合成蛋白質的生物反應器,被譽爲下一代生物醫藥的“光刻機”。在此基礎上,企業正在研發的“人造血”,沒有血型之分,使用時無需配型,在全球範圍內尚屬首例,預計在今年中即將完成猴類實驗。

在郭敏看來,在這個新賽道,搶抓全球生物經濟變革新浪潮,是中國的一次機遇。“因爲合成生物現在這個學科的發展時間大概只有20年,對中國來說,我們的起跑線和國外的起跑線基本上是在一起的。”郭敏說。

位於上海的食未科技中國首座千升噸級細胞培養肉中試工廠,是同類規模的全球五家之一。在這裏,先有雞還是先有蛋不再是個問題,因爲實驗室裏可以高效、環保地“種”出雞鴨魚、牛羊豬各種肉。食未科技研發總監陳雙雙告訴記者:“合成肉因爲細胞生長環境很舒適,那麼它的生長也是快的,那麼我們也可以以這樣的一個方式,爲未來的糧食供應提供更加高效且綠色的一些生產模式。”

新技術讓生產突破環境限制,也爲環境保護、實現碳減排帶來全新解決方案。誕生在上海的“我國合成生物產業化第一股”凱賽生物,致力於新材料的生產研發,以生物基尼龍爲例,由於原料來自可再生植物,與普通石油基產品相比,1噸產品可以減少3-4噸的碳排放

我們的目標是替代石油基,它是一種製造手段,它通過生物的方法,利用植物,就是利用二氧化碳合成的產物,不需要動用地下埋藏的二氧化碳形成的這個物質,這樣就形成碳平衡了。”上海凱賽生物技術股份有限公司董事長兼總裁劉修才表示,“合成生物學是一個全新的學科,上海有一個好處,就是政府比較開明,願意參與很多討論,基本上是個學習型的政府。”

較完整的上下游產業鏈、專業人才聚集、開放的創新生態及容錯機制,正助力上海瞄準全球合成生物產業高地,全力建設具有全球影響力的高端生物製造產業集羣。

序幕剛剛拉開,專家也建議,未來在政策監管等方面還應做好先行者,爲“經濟新物種”保駕護航。“有些東西過去壓根就沒有,那你不能做,沒有法規,沒有標準,那也是不行的。國家藥監局等在上海佈局了它的分支點,所以希望在上海能夠更好地把這方面的力量協同起來。”中國科學院院士趙國屏表示。

責任編輯:張恆星 SF142

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