·合成生物技術(shù)作為驅(qū)動未來產(chǎn)業(yè)的“綠色引擎”，其應(yīng)用正聚焦于水解決方案、水產(chǎn)畜牧、食品營養(yǎng)、大宗化學品與農(nóng)業(yè)生物制劑五大關(guān)鍵領(lǐng)域。

從利用微生物發(fā)酵工業(yè)廢氣制造航空燃料，到通過編輯作物基因大幅提升糧食產(chǎn)量以應(yīng)對氣候變化，合成生物學作為一門顛覆性的前沿學科，正以其“萬物皆可造”的潛力，為人類健康與地球可持續(xù)發(fā)展帶來全新的解決方案。

9月21日，在上海張江科學會堂舉辦的浦江創(chuàng)新論壇之合成生物學創(chuàng)新論壇上，來自全球的頂尖學者、產(chǎn)業(yè)領(lǐng)袖與政策制定者齊聚一堂，共同探討了如何駕馭這股強大的技術(shù)浪潮，將其從實驗室的“靈光一閃”轉(zhuǎn)化為重塑全球產(chǎn)業(yè)格局的現(xiàn)實力量，并共同求解其在商業(yè)化道路上面臨的嚴峻挑戰(zhàn)。

生物制造的五大應(yīng)用場景

“我們面臨兩大問題，一是地球環(huán)境在變，二是人口在變化”，諾和控股集團全球顧問委員會委員蔣惟明博士在演講中指出了合成生物學發(fā)展的背景。在他看來，合成生物技術(shù)作為驅(qū)動未來產(chǎn)業(yè)的“綠色引擎”，其應(yīng)用正聚焦于水解決方案、水產(chǎn)畜牧、食品營養(yǎng)、大宗化學品與農(nóng)業(yè)生物制劑五大關(guān)鍵領(lǐng)域。

首先是農(nóng)業(yè)與食品。隨著全球人口逼近百億，傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)面臨巨大壓力。生物學技術(shù)不僅能通過基因編輯等手段提升產(chǎn)量，還能增強其對干旱、高溫等環(huán)境的耐受性，甚至能直接通過生物合成的方式直接生產(chǎn)食物。論壇上展示的“二氧化碳制備蛋白”等在談項目旨在突破傳統(tǒng)種養(yǎng)殖業(yè)對土地和時空的限制，直接將溫室氣體轉(zhuǎn)化為優(yōu)質(zhì)蛋白。

其次是大宗化工品與新材料?；ば袠I(yè)是主要的碳排放源之一。美國LanzaTech公司首席執(zhí)行官、美國工程院院士詹妮弗·霍姆格倫（Jennifer Holmgren）分享了她的項目：利用工程改造的微生物，將鋼廠排放的工業(yè)尾氣高效轉(zhuǎn)化為乙醇，并進一步加工成香水、服裝面料乃至可持續(xù)航空燃料。

“這就是生物學的魅力所在，”她說道，“你可以學會用完全不同的方式制造一切?！钡聡鳬NM-萊布尼茨新材料研究所的科學家威爾弗里德·韋伯（Wilfried Weber）則展示了如何將合成生物學與材料科學結(jié)合，創(chuàng)造出能通過光線控制的智能生物材料，為精準醫(yī)療和組織再生提供了更多可能。

此外，在動物養(yǎng)殖與水產(chǎn)、水資源管理以及個護健康等領(lǐng)域，合成生物學也展現(xiàn)出巨大前景，覆蓋了從開發(fā)新型動物疫苗、環(huán)保飼料，到利用水通道蛋白技術(shù)進行高效水凈化，再到生產(chǎn)高價值的化妝品活性成分等廣闊的應(yīng)用場景。

成本vs環(huán)保：生物制造規(guī)?；奶魬?zhàn)

盡管應(yīng)用前景廣闊，但將實驗室中的高效菌株放大到萬噸級的工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模，依然是一條充滿挑戰(zhàn)的道路，其中成本與規(guī)?；抢@不開的核心議題。

麻省理工學院教授、被譽為“代謝工程奠基人”的古格里·斯蒂芬諾伯羅斯（Gregory Stephanopoulos）教授指出，生物制造之所以顯得昂貴，部分原因在于它未能與傳統(tǒng)化工在一個“公平的競爭環(huán)境（level playing field）”中比較?！拔覀兿硎芰松锕に噹淼沫h(huán)境友好等好處，但沒有將這些價值計入其成本優(yōu)勢中?！彼J為，在評估一個生物制造過程是否可行時，首先應(yīng)從最基礎(chǔ)的化學計量學出發(fā)，淘汰那些理論上就不可能實現(xiàn)成本效益的路徑。

丹麥生物創(chuàng)新研究所（BII）首席執(zhí)行官延斯·尼爾森（Jens Nielsen）教授則認為，產(chǎn)業(yè)界對“放大（scale-up）”的擔憂被夸大了。“真正的挑戰(zhàn)在于菌株的構(gòu)建和穩(wěn)定性?！彼ㄗh，應(yīng)在研發(fā)早期就將菌株在連續(xù)傳代培養(yǎng)中的穩(wěn)定性作為核心指標進行測試，從而在進入昂貴的放大階段前就解決關(guān)鍵問題。

面對產(chǎn)業(yè)化的挑戰(zhàn)，蔣惟明提出了新一代生物技術(shù)發(fā)展的可能路徑。他認為，必須從“創(chuàng)新者領(lǐng)導(dǎo)”的模式，轉(zhuǎn)向“應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)集體整合”的模式。這意味著，研發(fā)方需要與終端客戶、產(chǎn)業(yè)資本進行更深度的早期綁定，并且要認識到“生物技術(shù)和生物制造不是一回事”，后者需要深厚的工程化和工藝放大經(jīng)驗，而這恰恰需要資本的長期支持。

詹妮弗·霍姆格倫表示，落地合成生物學主導(dǎo)的生產(chǎn)方式最大的挑戰(zhàn)，來自新的、顛覆性的想法難以獲得政策和資本的支持。她的項目的成功離不開與中國伙伴的深度合作，其全球首個商業(yè)化工廠便落戶中國。詹妮弗認為，中國創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)具備幾個關(guān)鍵特質(zhì)：“首先是更愿意冒險和推動，這對于顛覆性技術(shù)至關(guān)重要；其次是政策的長期承諾與穩(wěn)定性；最后是對技術(shù)增長的極度專注?！边@種環(huán)境為需要不斷試錯和長期投入的新技術(shù)，提供了寶貴的成長土壤。

共筑合成生物學創(chuàng)新生態(tài)的“上海方案”

一個前沿產(chǎn)業(yè)的崛起，離不開一個開放、協(xié)同的創(chuàng)新生態(tài)。本次論壇上，上海展示了其在合成生物學領(lǐng)域的決心與布局。

上海市科委副主任朱啟高在致辭中提到，上海早在2023年就出臺了行動方案，目標是“打造高端生物制造產(chǎn)業(yè)集群”。政府的角色在于“強化頂層政策設(shè)計”、“體系化布局科研攻關(guān)”以及“著力構(gòu)建創(chuàng)新生態(tài)”，為科學家和企業(yè)家搭建舞臺。浦東新區(qū)作為核心承載區(qū)，則通過打造特色產(chǎn)業(yè)園、完善轉(zhuǎn)化機制，為產(chǎn)業(yè)發(fā)展“筑牢根基”。

“合成生物學是一個非常長周期的產(chǎn)業(yè)，需要穩(wěn)定的政策支持以及耐心資本的持續(xù)加注”，上海國投先導(dǎo)基金副總經(jīng)理何苗在圓桌討論中表示。作為一支規(guī)模達數(shù)百億、期限長達15年的政府引導(dǎo)基金，其使命正是扮演“耐心資本”的角色，為需要長期孵化的顛覆性技術(shù)提供穩(wěn)定支持，將政府的戰(zhàn)略意圖落到實處。

在這個生態(tài)中，政府、資本、高校、科研機構(gòu)、孵化平臺與產(chǎn)業(yè)巨頭各司其職，形成了緊密的創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)。復(fù)旦大學校長金力院士表示，高校作為“源源不斷的復(fù)旦力量”，正與上海合成生物學創(chuàng)新中心等平臺深化合作。而巢生等創(chuàng)新孵化平臺則致力于陪伴技術(shù)從“0.5到1到10”的商業(yè)化推進。

這種充滿活力的生態(tài)正吸引著全球創(chuàng)新資源的匯集。論壇上，上海合成生物學創(chuàng)新中心與享譽全球的丹麥生物創(chuàng)新研究所（BII）正式啟動戰(zhàn)略合作，旨在聯(lián)合孵化項目、促進中丹技術(shù)合作。多位國際頂尖科學家的前沿項目也在此簽約，計劃落地轉(zhuǎn)化。正如一位與會專家所言，只有當源頭創(chuàng)新、耐心資本、產(chǎn)業(yè)需求與政府支持這幾個齒輪緊密嚙合時，合成生物學這臺強大的“綠色引擎”才能真正被驅(qū)動起來，為全球面臨的共同挑戰(zhàn)貢獻中國智慧與上海方案。