投资人又围堵教授了，他们关注合成生物赛道的哪些机会？
2023年22篇（共372篇）原创文章
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上游技术进步，驱动下游产品创新
DNA合成/操作技术：
建立一批高效的DNA拼接和编辑技术，缩短了人工生物系统的构建时间。
例如，自从2012年CRISPR/Cas9基因组编辑系统被发明以来，已广泛应用到生物学、医学、农业畜牧业等多个自然科学的领域中。
AI赋能的系统生物学技术：
建立了代谢流量组与代谢组分析技术平台、多维组学大数据分析技术平台，指导系统的构建过程。
例如，植物天然产物代谢通路中关键酶的解析，之前可能需要数年时间。
而高通量测序、组学生信技术的发展极大提高效率，可在模式植物中测试基因功能，叶片细胞瞬时转导，只需要3-4天就可以对通路进行验证。
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发酵工艺优化，生产成本降低
我们经常说合成生物项目的阶段：小试、中试、放大、量产。
放大、量产的成熟度，就体现在高密度发酵等生产工艺上。
国内传统发酵产能大部分过剩，比如，山东枣庄是最大的二手发酵罐处理基地，就是因为原来味精等行业中一系列发酵工厂的关停，导致的资产处置。
一方面，合成生物学在“削弱”发酵工艺调控的作用。
越是先进的“基因设计”会让下游发酵生产的成功概率越大，而不像以前，生产成功与否，只能依赖发酵工艺的优化。
另一方面，合成生物学将实现发酵从经验技术向科学的伟大转变。
发酵技术从生物反应器的宏观尺度，迅速向细胞尺度和分子尺度渗透，使跨尺度研究和施加作用成为可能。
因此，合成生物技术在生产环境的应用趋势将体现在：
逐渐放弃粗犷的、凭老师傅的经验和直觉的工艺调优，转向精准的、可定量的设计方案。
通过数学建模、计算机控制、化学计量学等科学知识，结合不断出现的新工具和新器件，提高发酵生产效率和成功率，实现高密度发酵的优化和降本。
可高密度培养，通过“点（酶）——线（代谢线路）——网（代谢系统）——生产车间（宿主）——工厂（发酵罐）”的路径层层优化。
这里关注一个发酵放大的核心公式：
单位时空产量=单位设备体积的利用率（生产强度）×菌种浓度×蛋白表达量×蛋白比酶活×提取效率
公式中有两方面的调优方向，值得思考：
一方面，菌株的稳定性影响菌种浓度和蛋白表达量，在蛋白比酶活一致的时候，不断迭代的高表达量平台更具有竞争优势。
另一方面，提取效率的提高，有几个可行手段：
例如，胞内产物改为胞外产物，产物加一段聚集肽、通过改变pH值，或加还原剂可沉降分离。
3
合成生物是化工的补充和部分替代
据麦肯锡预测，生物制造的产品可以覆盖70%化学制造的产品。
预计到2025年，合成生物学与生物制造的经济影响将达到1000亿美元。
但这并不意味着，合成生物的生产方法将完全取代传统化工，更大的可能性是，在未来长期共存。
合成生物学的重点是设计和生产方式，而不是在化学分子结构上的创新。
也就是说，通过合成生物学获得的分子，之前往往是通过化学合成，或者从天然资源中提取也同样可以获得。
因此，一种产品，到底是用合成生物方法生产，还是用传统化工方式生产，取决于成本（包括制造和政策成本）。
（图片来源：汉和生物相关新闻）
进一步展开：
从成本端考虑，下游客户有降本诉求，上游生物合成有降本的潜在能力（可以通过缩短反应链进而减少设备投入、能耗及环保成本，具备高选择性），就会带来生产方式的替代。
从工艺侧考虑，基于步骤高危、环保升级、手性要求等因素，化工不适合或者难以合成的某些产品，可以通过发酵或者酶法生产。
例如，泛酸钙、甾体激素的化学合成涉及氰化物，现主流合成路线已经改良为发酵法；丙烯酰胺已完全由酶法生产。
复杂分子如手性醇、辅酶、手性胺合成，使用酶作为催化剂减少反应步骤，在外消旋化合物的分解中，酶的使用已经非常成熟。
L-草铵膦是全球第二大除草剂草铵膦的有效成分，活性为普通草铵膦的2倍，其市场规模超百亿，目前在全球范围内，生物法L-草铵膦逐步替代普通草铵膦。
当然，合成生物学还不能构成完整的产业链，需要依托传统化工的工艺进行放大。
合成生物方法通常更适宜生产小分子，后续进一步生产聚合物或者改性，仍需要精度更高的化学合成方法实施。
最后，期待在4月21-22日在南京举办的“合成新势·合成未来”，与合成生物领域的各位创投圈朋友相聚（扫码报名即可免费参加大会）。
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