合成生物技术正快速走向实用化和产业化
添加时间：2025-08-11 点击次数：272
以基因合成、编辑为代表的合成生物技术在过去20年间有了快速的发展，有力支撑了合成生物产业迭代和升级。合成生物技术从概念向产业的转变，关键在于底层技术的创新。基因合成从传统的小片段化学合成发展到第四代酶促合成技术，基因编辑效率和准确度都有了极大的提升。同时，随着多组学的出现，从遗传物质DNA到最终转录产物蛋白质，功能解析越来越清楚，分子间相互作用网络也更加明晰， 促进了合成生物技术DBTL研发模式的发展。得益于技术突破及政策支持等因素叠加，合成生物产业取得突破性进展，合成生物技术广泛运用于生物医药、食品与农业、生物能源、生物资源、化工材料等领域。其中，在食品领域，科研人员用一种类似“搭积木”的方式，从头设计出11步主反应的非自然二氧化碳固定与人工合成淀粉新途径。实验室测试显示，人工淀粉合成的速率是自然淀粉合成速率的8.5倍。按照目前的技术参数推算，在能量供给充足的条件下，理论上1立方米大小的生物反应器淀粉年产量相当于5亩土地玉米的淀粉年平均产量。相关成果使淀粉生产的传统农业种植模式向工业车间生产模式转变成为可能，并为二氧化碳原料合成复杂分子提供了新技术路线。在农业领域，掌握了多种微生物底盘细胞中合成RNA（核糖核酸）的能力，而且研发了 RNA无细胞合成的关键酶，可以实现多场景需求的双链大片段 RNA的规模化生产。在材料领域，以PHA（聚羟基脂肪酸）为代表的新型聚合材料可通过天然微生物代谢途径合成，商业化程度高，部分细菌的聚酯分泌物可模拟塑料，性质类似热塑性塑料。在生产成本与同类塑料相似的情况下，凭借低碳排获得商业化优势。在能源领域，合成生物技术通过优化碳源、探索新生物能源形式这两个方面作用于生物能源产业发展。生物能源面临高昂成本和低廉价值的矛盾，一旦单位热值成本与化石燃料持平，其可再生特性将带动产业快速成长。例如，纤维素乙醇、生物柴油、劣质蛋白生产沼气等可实现碳源优化，而生物脂肪烃、生物氢、生物电等可作为新生物能源。在医药领域，西格列汀是最主流的糖尿病治疗药物，每年销售额达数十亿美元。我国已掌握了西格列汀关键中间体的专利生产技术，保障了这项重磅药物的国产化进程。2021年，我国研发的西格列汀仿制药获得国家药品监督管理局药品审评中心正式批准。