股权生态圈︱合成生物学——从“格物致知”到“造物致用”的利器
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- 作者: 技术资料
3、合成生物学被纳入国家战略新兴起的产业发展范畴，政策鼓励为产业高质量发展保驾护航。
4、具备从研发、选品到规模化生产的闭环能力方可构建投资价值、经受得住市场考验。
合成生物学其实并不是一个全新的概念，于20世纪初就已被提出，但受制于当时的科研能力和技术水平，合成生物学领域并未得到线年的美国化学学会年会上,斯坦福大学Eric Kool在基因组学和系统生物学基础上引入工程学概念，将合成生物学重新定义为“基于系统生物学的遗传工程”，标志着合成生物学正式诞生。这是继发现DNA双螺旋结构和启动人类基因组计划后，被合成生物学掀起的以基因组设计合成为标志的第三次生物技术革命，合成生物学所提供的解决方案也被认为是化解当前经济社会面临的诸多重大问题的最新尝试。
资料来源：李玉娟,傅雄飞,张先恩.合成生物学发展脉络概述[J].中国生物工程杂志,2024,44(1):52-60.
合成生物学结合了生物学、工程学、信息科学、化学等多个学科原理和技术。广义上讲，设计和构建新的生物部件、系统或重新设计现有生物系统，以实现特定功能、满足人类特定需求的过程都属于合成生物学研究的范畴，包括利用改造的生命体生产化工产品、食品、药物中间体等，也包括直接利用改造后生命体的细胞免疫疗法、RNA药物等创新疗法。为打造可持续发展经济体系、攻克人类健康难题、提升粮食有效供给、保护绿色生态环境和构建国家安全体系等提供了重要解决方案，有望引领产业技术变革和生产方式变化的方向。
简单来说，合成生物学让我们从认识生命进入到了设计生命的全新阶段，打破了“非生命”与“生命”的界限，像编程一样，在发酵罐中由简单到复杂用“生命代码”有目的地设计、合成、重构人工生物体系以满足经济社会的特定需求，开启了“把代码写进发酵罐里”的新时代。
21世纪初以来，基因测序、基因编辑等技术不断取得重要进展，在底层核心技术突破的带动下，合成生物学加速向生物医药、化工材料、农业、食品、能源、环境保护等多个领域渗透。具体来看，合成生物学在以下重要应用领域或颠覆、或重构了其传统技术路线，促进了产业的绿色可持续发展。
植物天然产物是多种药物、保健品和化妆品的重要原料，其原有生产方式主要来源于植物提取，容易受到多方面自然因素的影响。以合成生物学的技术手段构建出在发酵罐中制造植物重要组分等天然产物的新路径，可以颠覆依赖自然植物资源的传统生产方式。
通过合成生物学的相关技术可以设计新的生化反应和新的代谢通路，进而实现利用再生原料生产化工产品，构建了崭新的清洁、绿色、可持续的物质生产模式，未来可以实现化工原材料、能源的可持续供给，减少对环境的污染和不可再生能源的消耗。
合成生物学的发展为食品制造生产模式的变革提供了技术支持，能够通过构建细胞工厂，利用可再生原料转化为重要的食品配料与组分，在一定程度上实现了降低环境污染和提升经济效益的目的。
在疾病诊疗和药物研发方面，是合成生物学研究成果和技术创新应用最广泛的领域之一，已经涉及疫苗、基因和细胞治疗药物等细分领域，对医药研发、医药生产、疾病诊疗甚至整个生命科学产业产生了深刻影响。
通过人为设计、构建具有特定功能的基因对植物的天然属性进行改造，重塑植物的天然属性，进而改变其原有的生长特征，对于农业育种具有重要作用。合成生物学在农业中的应用将突破性地提高植物对光、水、肥料的利用率，提升主要农产品的有效供给，具有推动实现食品的绿色、高效、可持续生物制造的重大战略意义。
据麦肯锡预测，全球70%的产品可以用生物法生产，“万物皆可合成”的美好愿景把合成生物学提到了新的战略高度。
三、合成生物学被纳入国家战略新兴产业高质量发展范畴，政策鼓励为产业发展保驾护航
我国在《“十四五”生物经济发展规划》中明确将合成生物学列为重点发展方向，在原创性研究方面，瞄准合成生物学、新发突发传染病防控和生物安全等前沿领域，实施国家重大科技项目和重点研发计划；在前沿技术创新方面，重点推动合成生物学技术创新，有序推动其在新药开发、疾病治疗等领域应用，发展基因诊疗、干细胞治疗、免疫细胞治疗等新技术，表明国家对合成生物学学科及产业高质量发展的重视。
不仅国内对于合成生物学的发展格外的重视，美国白宫科技政策办公室为响应总统拜登2022年的《关于推进生物技术和生物制造创新以实现可持续、安全和可靠的美国生物经济的行政命令》，于2023年3月发布《生物技术与生物制造宏大目标》，提出了未来5～20年内利用生物技术和生物制造实现相关社会目标，确定了合成生物学在健康与医药领域应用的明确方向。
资料来源：刘晓,薛淮,颜韬等.2023年合成生物学在健康与医药领域的应用[J].生命科学,2024,36(01):72-80.
合成生物学作为一个面向未来、影响整个经济社会运行方式的重大方向，积极的政策鼓励和明确的战略定位是引领产业快速地发展的关键引擎，为技术提升和产业升级保驾护航。
四、具备从研发、选品到规模化生产的闭环能力方可构建投资价值、经受得住市场考验
国内上市公司凯赛生物和华恒生物2021年在证券交易市场表现大放异彩，叠加底层技术的发展、部分产品从概念验证走向落地以及碳中和理念不断推广等因素，一同推动了合成生物学领域在2021年全方面爆发。SynBioBeta多个方面数据显示，2021年，合成生物学领域的融资额达到了180亿美元，几乎追平了之前近10年的融资总额。
而转眼之间，合成生物学公司Zymergen产品商业化受挫导致股价暴跌，2022年下半年公司最终以仅3亿美元的价格被另一家合成生物学公司Ginkgo收购；元老级合成生物学公司Amyris则因选品上的失误和现金流问题在2023年8月份宣告破产，行业逐渐从狂热走向理性。
根据SynBioCon统计，2023年全年，国内有50家合成生物学企业在一级市场中完成了共55起融资事件（不完全统计）。从整体投资轮次上看，产业倾向于投早投小，75%融资事件处于天使轮、pre-A等早期轮次；从融资金额上，合成生物学企业估值整体被看好，其中披露24起融资达到亿元及以上事件，并集中在A轮、B轮。
2023年国内一级市场合成生物学赛道获得最高融资额的公司是成立于2016年的蓝晶微生物，于2023年上半年获得中平资本领投的4亿元大额融资,历史已披露融资额累计超20亿元。蓝晶微生物PHA（聚羟基脂肪酸酯）现已郑重进入商业化阶段，其PHA是目前商业化生物降解材料中唯一可以与纤维素和淀粉作比较的，在不同环境中都能够直接进行很好降解的天然高分子材料。同时，蓝晶微生物也在拓展绿色美妆和功能食品领域的产品管线，进一步印证了合成生物学广阔的应用空间和市场潜力。正如蓝晶微生物官网所述“我们用合成生命，推动衣食住行医方式的变革，满足人类对未来的美好期待，为人类创造一个可持续的、活力四射的美好未来。”
在行业回归商业理性的过程中，出现了借助行业东风乘势而起的明星公司，但不可忽视的是，目前合成生物学整体仍处于行业发展初期，叠加行业本身研发和商业化落地周期较长、资金需求量较大的属性，导致各个单体公司的质地千差万别。因此，合成生物学领域的公司在破茧成蝶的过程中所需要的核心能力更加具体和明确，那就是依靠从研发、选品到规模化生产的闭环能力，最终成为具备平台优势的产品型公司。研发能力意味着让产品走出实验室的能力，选品意味着把握市场需求和拓展商业化空间的能力，规模化生产意味着控制成本的能力，这三点是让产品从实验室研发走到大规模量产缺一不可的关键要素。
站在技术发展和市场需求的角度，合成生物学所能应用的广阔场景和其带来的全新生产方式依然推动着产业向着更长远的路途迈进，继续带领我们打破传统的界限，拓展我们认知的边界，从认识和理解生命走向改造和设计生命。
国投泰康信托期待见证并参与到这一振奋人心的巨大技术变革中，将会持续关注行业发展并适时布局具备从研发、选品到规模化生产的闭环能力的优质企业，与行业及行业内各优秀企业一同探索，开启“万物皆可合成”的美好未来。
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