從全球來(lái)看，合成生物學(xué)已經(jīng)進(jìn)入高速增長(zhǎng)階段。數(shù)據(jù)顯示，2017年市場(chǎng)規(guī)模在40億美元左右，預(yù)計(jì)到2027年，將實(shí)現(xiàn)十倍的增長(zhǎng)，達(dá)到400億美元左右。
如何認(rèn)識(shí)合成生物技術(shù)?當(dāng)前合成生物技術(shù)研發(fā)面臨的痛點(diǎn)和難點(diǎn)是什么?在近期召開(kāi)的中國(guó)(濟(jì)南)透明質(zhì)酸產(chǎn)業(yè)大會(huì)上，中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院副院長(zhǎng)劉陳立以“定量合成生物學(xué)(數(shù)據(jù)與智能驅(qū)動(dòng)合成生物學(xué))”為主題從科學(xué)角度對(duì)合成生物進(jìn)行闡述。
如何理解合成生物學(xué)?
合成生物學(xué)是一門新興學(xué)科。從廣義上講,合成生物學(xué)是通過(guò)將基因工程、系統(tǒng)生物學(xué)、計(jì)算機(jī)工程等多學(xué)科作為工具,根據(jù)特定需求進(jìn)行設(shè)計(jì),乃至重新合成生物體系。
對(duì)于如何理解合成生物學(xué)，劉陳立進(jìn)行了生動(dòng)的比喻。他介紹，如果把一輛車子比作一個(gè)生命，把車子拆了，一邊拆一邊理解里面每個(gè)零件的功能(每個(gè)基因、蛋白之間的聯(lián)系)，這是生物學(xué)。合成生物學(xué)是反過(guò)來(lái)的，它把這些零件自下而上重新組裝回去，看功能怎么重現(xiàn)，看最終能不能組裝成一輛車子，重新合成出生命來(lái)，這是合成生物學(xué)的定義。
據(jù)悉，合成生物被譽(yù)為第三次生物技術(shù)革命，具有顛覆性力量，是未來(lái)的“天工開(kāi)物”，具有強(qiáng)大的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用潛力，能夠廣泛運(yùn)用在醫(yī)療健康、綠色能源、日化美妝、生物基材料、食品消費(fèi)等領(lǐng)域。麥肯錫展望，未來(lái)的10到20年，合成生物每年可創(chuàng)造1.8萬(wàn)億到3.6萬(wàn)億美元的直接經(jīng)濟(jì)效益。
在劉陳立看來(lái)，合成生物學(xué)與生物工程最大的區(qū)別，是要對(duì)生命系統(tǒng)進(jìn)行更加系統(tǒng)性地、規(guī)模更大地、更加理性地改造工程化。他指出，目前合成生物在醫(yī)藥、能源、食品、消費(fèi)品，甚至化妝品、環(huán)保等各方面都有應(yīng)用，就像是平臺(tái)性的技術(shù)賦能于不同領(lǐng)域，對(duì)生物的每一種類別都予以賦能。
合成生物發(fā)展的痛點(diǎn)和難點(diǎn)
“十四五”是我國(guó)生物經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期,生物制造是生物經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要基礎(chǔ),而合成生物學(xué)則是生物制造重要的技術(shù)支撐，是引領(lǐng)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)、構(gòu)建新型經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式的重大戰(zhàn)略引擎。
目前，我國(guó)的合成生物學(xué)雖然在技術(shù)、政策、資本等種種利好下競(jìng)爭(zhēng)力優(yōu)勢(shì)明顯，但仍面臨著諸多挑戰(zhàn)。
聚焦當(dāng)下合成生物研發(fā)，劉陳立認(rèn)為，目前合成生物學(xué)在研發(fā)上主要存在兩大瓶頸，一是理論、二是效率。“第一是理論，我們要讓生命體或生命系統(tǒng)真正實(shí)現(xiàn)工程化，目前還缺乏理論的指導(dǎo)，這是目前合成生物這一學(xué)科最大的難點(diǎn)。第二是效率，我們現(xiàn)在想要工程化，沒(méi)有好用的工具，或者說(shuō)沒(méi)有好用的機(jī)床流水線，效率并不高。”
而合成生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用也有著巨大的市場(chǎng)空間等待釋放。談及合成生物技術(shù)的研發(fā)到應(yīng)用，過(guò)程中的難點(diǎn)以及如何實(shí)現(xiàn)更加長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展，劉陳立指出，首先合成生物技術(shù)在產(chǎn)業(yè)化過(guò)程中應(yīng)用很廣泛，但更像是平臺(tái)型的技術(shù)賦能到不同的領(lǐng)域，而在不同的領(lǐng)域面臨的問(wèn)題不一樣，比如說(shuō)生物醫(yī)藥的領(lǐng)域，要解決的問(wèn)題是安評(píng)、成藥性、一期臨床，二期臨床，三期臨床;其次合成生物對(duì)生物的每一種類別都能夠賦能，改變其生產(chǎn)方式，比如生物醫(yī)藥包括化藥、小分子藥、大分子藥、細(xì)胞藥、基因藥、微生物藥等不同類別的藥物等，但同時(shí)在產(chǎn)業(yè)化過(guò)程中，也要看企業(yè)家對(duì)產(chǎn)品市場(chǎng)前景的敏感度，不同的領(lǐng)域面臨的問(wèn)題和核心關(guān)鍵點(diǎn)不同?？傮w看來(lái)，技術(shù)本身再加上企業(yè)家選品，在不同賽道里的占比不同。
對(duì)于未來(lái)展望，劉陳立坦言，“我們希望推動(dòng)合成生物科學(xué)的發(fā)展，找到生命系統(tǒng)背后的設(shè)計(jì)的原理，最后發(fā)射生物工程或者生命體自己的火箭和衛(wèi)星。”
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