万物皆可造，合成生物制造开启创新未来｜新质生产力看北京
不用开采石油，
就能制造燃料。
甚至可以通过细菌
生产塑料、尼龙
……
在我们身边，
正在悄然发生着一些“魔法般”的事情。
跟随“新质生产力看北京”
——合成生物制造集中采访，
我们一起来了解看看
合成生物制造如何超越生命科学边界。
细胞变工厂，万物皆可造
与传统生物学不同，合成生物学不仅仅解码自然界的生命密码，更通过拆解、改写甚至重造生物细胞，使用各类“生物零部件”——如基因片段、蛋白质等来生产我们所需的物质。
简单来说，它让细胞变成了“超级工厂”，能够按我们所需生产出各种特定物质，开启“万物皆可造”的无限可能。因此，合成生物技术被誉为继DNA双螺旋结构发现、人类基因组计划之后的“第三次生物技术革命”。
北京市合成生物制造技术创新中心（筹）相关负责人、北京化工大学高新院副院长王斌告诉小编，合成生物学技术本身算不上很新。但为什么近年来，它会成为大国科技竞争的制高点呢？王斌形象地将其比作“互联网+时代”的到来：就像互联网将传统行业推向新的高度，合成生物技术也可以通过和化工、新材料、能源、农业等各个行业相结合，形成全新的产业链和商业模式，从而推动各行各业的深度变革，成为产业升级的驱动力。
王斌表示，未来大概70%的产业产品都可能由生物制造替代。例如，在生物医药和新食品领域，合成生物技术将帮助我们以更低的成本、更高的效率，生产出更多的食品和药品；在能源领域，生物制造能够替代传统的石油和天然气，为我们带来更加绿色、可持续的能源。
“关注这个产业的发展，不仅仅要关注我们现在眼前看得见、用摸得着的，很多我们现在看不见、摸不着的事情正在发生着。”王斌说，合成生物制造作为一项综合性极强的高科技产业，正处于快速发展的黄金时期。无论是从产业的广度、深度，还是从技术的前沿、应用的广泛性来看，合成生物制造都无疑是未来经济的重要驱动力。
北京市合成生物制造技术创新中心（筹）在此背景下应运而生。目前，该创新中心已落户昌平未来科学城，将重点布局生物催化剂设计、生物制造原料开发、生物制造过程强化、生物制造产品工程等四大分中心，围绕生物制造产业链、创新链、价值链开展全流程技术攻关，实现更多“从0到1”的突破，为引领生物制造产业创新发展筑牢基础。
打造“绿色制造”新范式
无糖饮料受到不少人喜爱。大家常常想到的甜味剂可能有木糖醇、麦芽糖醇……不过，你知道吗，除了这些，自然界中还存在一种天然代糖，含量极为稀少，但是却拥有十分广阔的市场应用前景。
这就是阿洛酮糖。阿洛酮糖曾经仅存在于无花果干中，几乎没有热量，可广泛应用于饮料、烘焙、糖果等食品的各个领域。在微元合成生物技术（北京）有限公司（以下简称“微元合成”），小编品尝了利用合成生物技术“魔法”制备的阿洛酮糖，口感与蔗糖很接近。
微元合成公司通过合成生物技术制备的阿洛酮糖糖浆
传统的阿洛酮糖生产方法成本高，转化率低，而微元合成公司利用生物合成技术研发的“一步发酵法”不仅能节省近一半的成本，还能提高生产效率。
阿洛酮糖两种不同的制备过程
除了代糖，微元合成还在生物医药、农业、食品等领域取得了突破。比如，过去生产1吨叶黄素需要250亩万寿菊，且要“看天吃饭”。现在，他们仅用一个300立方米的罐子，在不到10天的时间里，就能完成同样的生产。这些都得益于合成生物学的力量。
“解决化工生产高能耗、高污染，农业种植效率低、成本高等问题，是合成生物制造最大的优势。”微元合成战略发展总裁崔维敏介绍。2021年12月，微元合成成立，核心团队来源于中国科学院微生物所，是国内最早从事合成生物学研发及产业化的团队之一。经历了三年发展，微元合成已经掌握了多项世界领先的合成生物底层技术，如全球独家的大片段基因编辑能力、行业领先的合成生物元件库和代谢模型、国内唯一的代谢分子动态监测技术平台等。2024年年底，基于北京的科技创新优势和河北省基础制造产业资源，公司位于河北秦皇岛的工程放大中心及小规模柔性生产基地将投入使用，进一步推动合成生物创新产品的产业化落地。
从实验室到产业化，
合成生物创新加速进行
用钢铁工业尾气生产的可替代汽油的燃料乙醇、用新技术培育的更优良的作物、比传统材料更保暖易排汗的生物酶抗菌衣物、替代人工饲料的微藻蛋白饲料……在位于昌平区的北京市合成生物制造产业发展展示中心，可以看到，合成生物创新成果正在北京不断涌现。
利用基因编辑开发新的育种技术
比传统材料更保暖易排汗的生物酶抗菌衣物
为促进产业加速集聚，北京市和昌平区正积极推动未来科学城成为全国合成生物技术的策源地和产业集聚区。未来科学城管委会医药健康产业处四级调研员郭玉东说，昌平区作为北京市合成生物产业主要承载区，已初步聚集了微元合成、先正达、吉态来博、博雅辑因、齐禾生科等国内外合成生物创新企业，相关成果已应用于生物医药、美丽经济、化工能源、农业等众多领域。
北京市不断发挥科技和人才优势，紧抓合成生物制造这一新兴产业发展历史机遇。目前，已突破一批前沿技术。清华大学团队开发了具有自主知识产权的特色底盘细胞，可用于生产多种高值手性医药中间体、重要化学品等；中科院遗传所团队开发的新型基因编辑工具，可高效编辑大豆、水稻等，提高大豆和水稻产量；北京化工大学团队利用微生物细胞工厂将可再生能源和大气中的二氧化碳高效转化为燃料和化学物质。此外，还推动了一批重点品种转化和创新企业落地，建立了一系列合成生物技术服务平台。在推动园区建设方面，昌平区进一步加快中关村合成生物制造产业集聚区建设；平谷区聚焦农业食品合成生物制造，已建成约13万平方米生物制造园区。本月中旬，北京市还将支持举办2024年合成生物制造国际会议，进一步促进国际创新交流合作，提升我国在全球生物经济中的影响力。
市科委、中关村管委会会同市发展改革委、市经济和信息化局联合编制发布了《北京市加快合成生物制造产业创新发展行动计划(2024-2026年)》及若干支持措施，并提出到2026年，北京合成生物制造的创新资源集聚力、产业创新策源力、示范应用引领力、区域辐射带动力将全面提升，北京创新策源、津冀承接支撑、辐射带动全国的发展格局基本形成，预计培育百家以上优秀初创硬科技企业，初步形成1到2个百亿级产业集聚区。下一步，北京将在前沿技术研究、技术平台建设、企业培育等方面持续发力，推动合成生物制造产业的创新和发展，加快形成新质生产力。
下一期，
《新质生产力看北京》
将与您分享在“类人机器人”
相关领域的最新探索。
敬请期待！
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