资本市场高度关注的合成生物学，他攻克了量产难题

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琶小派日志

很多人好奇，年仅27岁的他

是如何在合成生物学这一高精尖领域

创业并站稳脚跟。

今天，一起来听

张志乾讲述他的研究与创业之路~

2022年12月14日

导读在张志乾办公室的墙面上，一张《创造亚当》的经典画作特别显眼。作品展现了西方神话故事中，上帝触碰亚当手指，赋予亚当生命的场景。张志乾创立的态创生物科技（广州）有限公司（下称“态创生物”）的logo参考了此幅画作的思想：一只手指与绿色六边形相接触，也含有赋予生命的意思。后者代表“底盘细菌”，而实现生命赋予的技术便是合成生物学。10月19日，在广州海珠同创汇产业园区，态创生物创始人、CEO张志乾接受南都·琶洲π专访，讲述他专注合成生物学研究，创立态创生物的历程，揭开合成生物学这一新兴学科的神秘面纱。当下，合成生物学获得政策支持，也被市场看好。随着技术积累成熟，产业化将成为主要发展方向。目前态创生物已经完成了过亿美元的融资，构建了从科研攻关到产品量产销售的商业闭环，正冲刺年产三万吨的生产能力。作为行业内少有的能够实现产品量产的公司，态创生物拥有超50个产品的量产能力，而领导这家公司的张志乾今年仅27岁。

造物新方式

体现对化学合成造物的替代趋势

“行业内已经形成共识，合成生物学绝对是下一代生产方式中的主流。”张志乾坚定地表示。

“化学合成通过化学反应制造物质，消耗大量不可再生能源，排放大规模的二氧化碳。”张志乾介绍道，合成生物学通过基因编辑等手段，对细胞进行改造，使其具备生产预期物质的能力，犹如一个生产工厂，又称“细胞工厂”。

这样的造物方式里，细胞主要消耗来源于玉米、秸秆等常见农作物的生物质原料，不仅不排放二氧化碳，甚至有些还能吸收二氧化碳。

张志乾表示，合成生物学实现绿色高效生产的同时，还能明显提升产品效果和性能，降低生产成本。“例如一些源自稀有动植物的原材料因价格高，只能极少数人用得起。用合成生物学制造，则可以大规模生产，降低成本和价格。”

合成生物学的造物新方式体现出对化学合成造物方式的替代趋势，正瓜分原属于后者的市场份额。在塑料、日化美妆、健康医疗等多个领域，原本化学合成一家独大的局面如今迎来合成生物学这一有力竞争者。

例如，用化学合成生产的PLA（聚乳酸）是一款生物基原料，大量运用于可降解塑料的生产，但其生物降解条件要求苛刻，耗时长并且无法自行降解。而用合成生物学生产的PHA（聚羟基脂肪酸酯）也可用于生产塑料，可在自然环境中降解，时间可控，生产过程碳排放量低。此外，PHA还广泛运用于医疗器械的生产，应用场景广泛。

发展黄金期

合成生物学成科技竞争新赛道

合成生物学独特的生产方式和巨大的潜力，让其成为国际科技竞争的新赛道。我国大力支持发展合成生物学，在明确“双碳”战略目标后，科技部等9部门于今年8月印发《科技支撑碳达峰碳中和实施方案》（2022—2030年），明确提出研究基于合成生物学等制氢技术。

今年5月，国家发展改革委印发《“十四五”生物经济发展规划》指出：包括合成生物学在内的生物经济是未来中国经济转型的新动力；发展合成生物学技术，探索研发“人造蛋白”等新型食品。北京、上海、天津、广东等省市纷纷在“科技创新”“先进制造业”等专项“十四五”规划文件中提出具有地方特色的发展合成生物学路径。

另一方面，资本市场用投资的实际行动侧面反应了合成生物学的良好前景。今年以来，投资机构高度关注合成生物学领域。据公开信息梳理，截至第三季度，发生在合成生物学领域的融资频次超过27起、金额超40亿元，早早地创下了新的年度融资纪录。

面对资本市场的高度关注，张志乾表示，其与支持性政策有关联。“在国家大力提倡发展实体经济、先进制造业的背景下，不少投资公司设立‘能源’‘双碳’主题的基金，原本可能会去向房地产、消费品等领域的资金流向具有高科技水平的行业。”

合成生物学并不是近几年提出的新词，但在近两年迎来快速发展。除了有上述政策、资本的加持外，还有来自技术的推动。“第三代基因测序的资金和时间成本大幅下降，基因编辑的精度提高，数据运算能力增强等，都在助推行业快速发展。”

张志乾认为，当下，合成生物学从技术积累阶段迈向了产业化的初期阶段。把实验室能够生产的少量物质进行规模化量产是当下行业发展的大难题。他表示，全球合成生物学企业能够实现量产的寥寥无几。态创生物能够实现超50个产品的量产，虽然在产量上不算顶尖，但是种类上算得上名列前茅。

自建实验室

3年研究掌握成型的合成生物技术

目前张志乾是中山大学医学院临床医学专业在读博士。令人好奇的是，年仅27岁的他是如何在合成生物学这一高精尖的技术领域，创立态创生物并在市场化的竞争中站稳脚跟。在采访中，张志乾向记者回忆了这一过程。

在2014年就读中山大学前，从事合成生物学是张志乾不曾想象的。因为认为当医生是一件很有意义的事情，张志乾选择了临床医学专业。他喜欢做科学研究，经常在大一下学期主动去实验室，从事有关基因层面的基础理论、信号通路，以及分子机制、干细胞等方面的研究。

在与国内外教授交流的过程中，张志乾发现了合成生物学这一正在兴起的研究领域。“（合成生物学）可以主动对细胞进行改造、调控，在生命体层面达到造物的目的”，这一理念吸引了他。

于是，张志乾开始投入时间学习合成生物学。2016年，张志乾组建团队参加由麻省理工学院创立的国际基因工程机器大赛（iGEM），斩获了总决赛金奖、最佳治疗项目奖、最佳新组成型生物模块奖。

iGEM是全球合成生物学领域国际顶级大学生科技赛事。从这里走出来的冠军选手，都成为了直接影响合成生物学走向的行业翘楚。

在大赛中获奖，更加坚定张志乾从事合成生物学的想法。他希望以课题的方式，对合成生物学进行深入的研究，但遇到不小阻碍。“每个老师都有自己的课题，但就是没有与合成生物学相关的。”没有老师带着做合成生物学的课题，就没了领路人和专门的实验室，也就无法进行深入研究。

没有路，张志乾就为自己造条路。他坚定地认可合成生物学的巨大潜力。

“我认为，它比我的生命更有价值。”带着这样的信念，张志乾萌生了筹款自建实验室的想法。

他向父母筹款，但遭到了反对。有趣的是，张志乾的父母经营着一家主营传统加工业务的企业，采用传统生产方式。而他所要做的事情相当于，找出款人借钱，研究一个颠覆出款人生存手段的技术。

在他的一再坚持下，父母答应出钱，并抛出一句话：“搞不成就别搞了”。张志乾共筹款200万元。他在校外租下一块场地，购买实验设备，组建研发团队，建立起了实验室。

从2017年开始到2020年底，3年近乎默默无闻地研究，张志乾和团队掌握了一套成型的合成生物技术，走向产业化的下一个阶段。

成果产业化

向年产能3万吨冲刺

2021年1月，张志乾在广州成立了态创生物，尝试将实验室的研究成果付诸产业化，接受市场的检验。在实验室通过细胞生产物质和将物质量产，在合成生物学领域犹如“隔座山”。不进行量产，将失去产业化的机会，而一旦进行量产，真金白银砸进去，是一条无法回头的路。

数十次被投资机构拒绝后，2021年5月，张志乾用融到的第一笔资金在山东老家建成智能发酵车间，开始进行量产。能否量产成功对张志乾而言，是决定创业项目“生死”的关键大事。

结果证明他的坚持是对的。他成功量产了超20种小分子肽、食品代糖赤藓糖醇等产品，并将它们卖了出去。小分子肽是一种介于氨基酸与蛋白质之间的一种生化物质，被广泛运用于日化美妆、健康医疗领域。而食品代糖赤藓糖醇则是一种填充型甜味剂，广泛存在于真菌类蘑菇、甜瓜、葡萄、梨等植物当中。

此后，态创生物迎来了飞速发展的新阶段。投资机构看重态创生物拥有量产的能力，更看重量产背后的商业价值，纷纷跟投。

从2021年5月到10月短短不到半年时间里，态创生物通过多轮融资，共融得过亿美元，用于技术研发和工厂建设。当前，态创生物在售产品超过50余种，2021年营收近亿元人民币，正建设第三工厂向年产能3万吨冲刺。

张志乾表示，投资机构最看重态创生物的量产能力也是公司的核心能力，这代表着态创生物突破了合成生物学产业化最困难的一环——量产。如此一来，态创生物便可以实现以更低成本、更高效率、更绿色的生产方式替代化学合成造物方式。

张志乾介绍，态创生物目前已经搭建了从研发到生产全链路技术覆盖的制造平台，包括兼具量产和普适性的TidetronAltra平台型菌株库、基本底层元件库以及高通量的筛选平台。其中，高通量的筛选平台的筛选通量能够达到每天10^9，属于国内领先的水平。

张志乾研究合成生物学的历程，一开始多少显得有些“形单影只”。在创业方面，也有类似情况。《广州市科技创新“十四五”规划》提出，运用高通量测序抗体组库等研究病毒疫苗免疫后的抗体反应及机制。其所涉及的仅是合成生物学众多领域中的一个。事实上，虽然广州的生物科技水平在产学研方面均占优，但就合成生物学而言，尚未构建出优势。

而面向“十四五”，上海、深圳、天津等城市则显得更“浓墨重彩”，明确点出“合成生物”的同时，也指出了具体发展方向。深圳市拥有深圳合成生物学创新研究院，下设8个细分领域；天津拥有国家合成生物技术创新中心，将助力科研转化和企业培育等；上海拥有我国首个合成生物学实验室——中国科学院合成生物学重点实验室。这些拥有合成生物学科研机构的城市直接就地孵化了一批领域内企业。

“在广州，运用合成生物学相关技术的企业应有不少。不过目前拥有科研技术和产业转化能力，打通整个产业链条的企业应该只有态创生物一家。”张志乾说。

不过，合成生物学本就横跨生物学、数学、工程学等多门学科，广州所拥有的生物科技、大数据优势依然是合成生物学向前发展所必需的方面。就大数据技术而言，态创生物与中山大学国家超级计算广州中心开展合作，从海量的数据中，筛选出需要的底盘细胞，构建“细胞工厂”。

面向未来，张志乾希望态创生物紧抓核心重点产品，并通过搭建的技术平台，与更多学界、业界联通，赋能更多行业。

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采写：南都·琶洲π记者 代国辉

摄影：南都·琶洲π记者 钟锐钧

海报：尹洁琳

编辑：佩奇 历历

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