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合成生物学引领第三次生物科学革命的朝

来源:科学管理原理 时间:2023/12/3
北京市中科医院 http://www.xuexily.com/
合成生物学“相关企业“或“创新创业”从去年下半年到现在,获得了几笔大额融资,合成生物学在创投领域的热度仍在延续。

如何观察一个产业的发展阶段?答案藏在该产业中企业的融资方式当中:若大量企业通过一级市场融资,说明产业处于导入期;若企业陆续上市,通过二级市场融资,说明产业进入成长期;而当如果上市企业层出不穷,说明产业进入快速成长期。

这为人们了解合成生物学产业提供了基础依据。伴随着近年来龙头公司实现二级市场上市,一级市场投融资火热,融资金额不断上升,以及相关政策的不断倾斜,合成生物学行业正迈上从成长期到快速成长期的赛道。

自年起,我国合成生物学基础研究领域加速发展;年以来,合成生物学技术的专利布局进入加速期,相关专利的申请量快速增长;年后,合成生物学产业则迎来投资加速。

而自年起,资本市场上“可投资资金”总量缩减、生物医药领域“投资回报预期”下降有关;投资界期盼将手头有限的资金,投入到更具有潜力的领域。在这个背景下,合成生物学“相关企业“或“创新创业”,去年下半年到现在,获得了几笔大额融资,合成生物学在创投领域的热度仍在延续。

合成生物学能做哪些事?

合成生物学,被许多业内人士称为朝阳行业,亦称作引领“第三次生物技术革命”的产业,是指采用工程化设计理念,按照一定的规律和已有的知识改造已有的天然生物系统,以及设计和建造新的生物元件、装置和系统,来实现构建细胞工厂等目的为人类服务。

在目前阶段,合成生物学落地的主要场景即改造微生物来生产产品,通常是具有高附加值、通过传统方法化学生产成本较高、碳排放较大或难以大量获得的产品。通过这样的方式,让细胞为人类工作生产想要的物质。与传统化学合成相比,合成生物学具有微型化、可循环、更安全的特点。与传统发酵工程相比,合成生物学对细胞的干预是定向的。

作为一项先进技术,合成生物学带来的优势和积极作用也是广泛且明显的。首先,合成生物学具有在低碳经济中支撑经济增长和创造就业机会的巨大潜力,例如,合成生物学可以解决生物燃料生产工艺过程中的一些关键问题。当今的人工合成细菌,可将糖类直接转化成与常规燃油兼容的生物燃油,甚至可以直接从太阳获取能量;更有使用合成基因组学方法,产生将自然界中的二氧化碳转化为甲烷的改造菌,成为一个专门生产甲烷的全新生物体。

运用合成生物学技术对微生物进行改造,构建能够监测、聚集和降解环境污染物的微生物体,可用于消除水污染、清除垃圾、处理核废料等,也可用于水域、空气等开放环境以及飞机、舰艇、洞库等密闭军事作业环境中污染物的检测与清理。

此外,合成生物学可用于研究和开发高产、抗病、耐旱、耐涝和环保的植物原料,以减少水肥使用,并在贫瘠之地种植出农作物。还可用于军用武器、医药、新能源等的开发,同时也可用于改造军用材料、开发军用生物计算以及治理军用环境污染等多方面。

持续包容性对于合成生物学发展十分重要

合成生物学作为一种具有颠覆性意义的新兴技术,在创投领域的热度引发行业内诸多讨论,其中最核心的问题,莫过于中国合成生物未来的前景问题,尤其是它将面对的安全、伦理性挑战。

目前,我国已经建立覆盖全国的高等级生物安全实验室体系,并建立了与之相适应的病原危害风险和实验活动操作风险评估体系,建立了不同病原危害分级制度,形成了较为完备的实验室能力认可体系和生物安全管理制度体系。在进一步强化强制性生物安全管理的前提下,可以考虑建立合成生物学生物伦理审批制度,倡导良好的科学家行为准则。

专家认为,在未来产业的发展中,持续包容对于合成生物学的持续发展十分重要。一方面,要与产业界、监管和政策制定机构交流合作,使技术推动与市场拉动相结合。另一方面,使更多的公众参与合成生物学对话,了解其可能存在的内在风险,讨论有关的生物安全和伦理问题。

国内合成生物企业潜力巨大

《自然》杂志指出,当人造物质超过自然物质总量时,合成生物学有望移步幕前,成为人类实现可持续发展的必备工具。

因此,合成生物学的重要程度和发展空间不言而喻。据麦肯锡数据,预计到年,合成生物学与生物制造的经济影响将达到亿美元。在这样的全球产业前景下,我国无疑也将扮演极为重要的角色。

近年来,我国在一众初创公司纷纷成立的同时,也有着许多应用端领先企业进行着技术布局。目前,国外从事合成生物学领域的公司已经超家,国内相关领域的公司也多达数十家。这些企业从产业链布局的角度未看,可以分为两类:一类是实现从基因编辑到产品落地的全产业链公司,既有合成生物学技术储备,又有市场化产品落地;另一类是以服务为主,提供基因编辑和细胞工厂的研发型公司,业务以提供合成生物学技术支持为主,产品以代工厂生产为主。从盈利模式来看,全产业链布局的公司中短期内有望通过替代化学法更快实现盈利:而以服务为主的研发型公司将在合成生物学行业生态建立起来后,通过更高效专业地为大量代工企业服务获利。

今天,《中国科技信息》为您盘点十家合成生物学产业具有潜力的中国企业,并简要介绍其相关业务。

凯赛生物

凯赛生物成立于年,于年8月12日正式登陆科创板上市交易。凯赛生物是一家以合成生物学等学科为基础,利用生物制造技术,从事生物基新材料的研发、生产及销售的公司。

目前业务主要聚焦聚酰胺产业链,其产品包括可用于生物基聚酰胺生产的单体原料——系列生物法长链二元酸和生物基戊二胺,以及系列生物基聚酰胺等相关产品。产品可广泛应用于纺织、医药、香料、汽车、电子电器、日用消费品等多个领域。生物法长碳链二元酸被国家工业和信息化部、中国工业经济联合会评为制造业单项冠军产品。公司是全球生物法长链二元酸的主导供应商、合成生物学龙头。

华恒生物

华恒生物成立于年,于年完成股份制改造,年4月22日正式在上海证券交易所上市。

华恒生物是一家以合成生物技术为核心、主要从事氨基酸及其衍生物产品研发、生产、销售的高新技术企业,主要产品包括丙氨酸系列产品、D-泛酸钙和α-熊果苷等,其中L-丙氨酸产品占比达近75%。丙氨酸系列产品可广泛应用于日化、医药及保健品、食品添加剂、饲料等众多领域。目前华恒生物全世界市占率在50%左右,绝对的龙头。

新日恒力

宁夏恒力生物新材料有限责任公司成立于年,主要经营方向为月桂二酸及其衍生化工产品、生物有机肥和硫酸钠等生物法生产的精细化工产品的研发、制造与销售。

该公司年产5万吨月桂二酸项目工艺为中科院微生物研究所第三代月桂二酸全套生产技术。该工艺突破了国际美国、德国、日本的技术封锁,具有生产条件温和、原料转化率高、环境友好的特点。国外生产月桂二酸主要利用化学合成法,合成条件苛刻,而本项目采用的生物发酵法,工艺简单,成本仅为化学合成法的2/3;原料转化效率达到95%以上,高于行业平均水平10%;采用的无溶剂提取精制工艺可减少水排放50%,减少二氧化碳排放30%。

华熙生物

华熙生物科技股份有限公司于年01月03日成立,于年11月6日正式在A股上市。

华熙生物是知名的、以透明质酸微生物发酵生产技术为核心的高新技术企业,拥有微生物发酵法生产透明质酸的核心知识产权,目前是世界最大的透明质酸原料供应商。凭借微生物发酵和交联两大技术平台,开发有助于人类生命健康的生物活性材料,建立了从原料到医疗终端产品、功能性护肤品及功能性食品的全产业链业务体系,服务于全球的医药、化妆品、食品制造企业、医疗机构及终端用户。

蓝晶微生物

蓝晶微生物(Bluepha)成立于年,是一家基于合成生物技术从事分子和材料创新的企业。

公司致力于设计、开发、制造和销售新型生物基分子和材料,包括在所有自然环境中均可自发完全降解的生物材料PHA(全生物可降解塑料聚羟基脂肪酸酯)、可有效缓解焦虑的功能饮料成分和补偿人体常见代谢缺陷的新型功能益生菌等。年8月9日,蓝晶微生物宣布完成由多家知名投资机构主导的4.3亿人民币B2轮融资,由碧桂园创投等机构领投。

瑞德林

深圳瑞德林生物技术有限公司成立于年,是一家以合成生物技术为核心,多学科交叉应用的创新型高新技术企业。

全球率先将合成生物技术应用于“生命分子”的全绿色商业化生产,推动特色功能性原料领域的“碳中和”和“碳减排”,其产品应用覆盖生物医药、营养健康、医美日化、动物保健、绿色农业及生物材料等领域。瑞德林将酶催化技术应用于NMN的规模化生产,该技术条件温和、专一性强,不但减少了对不可再生资源的浪费,还能在保证产品安全、绿色、品质高的前提下达到可观的成本优势。

卫光生物

卫光生物是位于深圳的血液制品上市企业,积极布局合成生物学,其着力于建设卫光生命科学园,并致力于将其打造全国首个合成生物成果转化专业园区。

卫光生命科学园瞄准全球生物技术前沿,以合成生物学、脑科学等为重点领域,以大分子药物、新型疫苗、基因治疗和细胞治疗等先进治疗技术为主要细分赛道,建设基因、大分子和细胞核心技术平台。

恩和生物

恩和生物成立于年9月,位于杭州下沙经济技术开发区的新加坡科技园,是一家利用世界领先的合成生物学技术改造微生物来生产高价值的化合物及医药产品的生物技术公司。

公司利用先进的合成生物学,蛋白质工程,高通量筛选及机器学习技术来发现和改造合成目标产物的代谢途径和关键酶,并利用代谢工程和基因编辑技术来获得生产的微生物菌株。

欣贝莱生物

欣贝莱生物科技有限公司成立于年3月,是一家致力于高附加值化合物生产技术研发的高科技企业。

该企业是国内较早涉足合成生物学领域的一批企业,以合成生物学技术和大数据分析技术为基础,通过细胞工厂制造出高纯度、低成本、低污染的高附加值药物原料及大宗化工原料,在工业、医药、美容等行业的原料市场开辟出一条绿色制造研发通道的产业链。已与领域内多家著名的科研机构合作。

产品管线主要针对中草药原料药、功能性食品添加剂以及化妆保健品产品三类,其自主研发平台也有一系列相应的合成生物学工程菌株。如血红素菌株等(可用于生产培养肉)。

森瑞斯

森瑞斯生物科技(深圳)有限公司是一家从事合成生物学领域研发及生产的国际化高新科技公司,是中国科学院深圳先进院研究院合成生物智造联合实验室。

该公司由多位海外名校归国的青年科学家、管理和市场营销专业人士创立。公司拥有全球领先的合成生物学实验室,主要以微生物为细胞工厂,借助工程科学概念,通过基因组合成、基因调控网络及信号转导通路的逻辑性设计和定向进化,人工创造具有功能的新途径或新型酶,生产各种活性成分产品。产品包括生物药物、营养药品、新型烟草、化妆品、香料、燃料、农业有机肥料、饲料等,应用领域十分广泛。

结语

合成生物学产业能走多久、走多远?答案十分乐观。在“碳中和”的政策背景下,以合成生物学为基础,合成生物主要以可再生资源作为原料,符合可持续发展的理念,并在某些产品领域缩短产业链长度,降低原材料成本占比和产品周期属性;而对于某些特定的化学品,合成生物产品大部分反应步骤均在微生物或酶的作用下进行,反应条件更温和、流程更简单,反应过程中的碳排放也更少。

天时地利人和造就了合成生物行业的广阔前景,有数据预测,总规模年将超千亿。

目前合成生物学在各个领域均保持高速增长的状态,根据BCCResearch预测,医疗领域合成生物学年市场规模将达到50.22亿美元,复合增长率18.9%;在各领域中增长最快的是食品和农业领域,-年期间年复合增长率在64%左右。总得来说,合成生物学产业在接下来的几年里,将迎来井喷式增长。

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