2023年3月28日,在由科技日報社與中國生物工程學會聯合主辦、廣州市人民政府與廣州市海珠區人民政府支持、態創生物科技(廣州)有限公司承辦的第一屆中國綠色生物制造峰會上,《2022年中國合成生物學綠色應用與產業感知調研報告》(下稱《報告》)正式發布。
這是我國合成生物學領域,首份從產業感知角度進行調研后形成的行業報告,由權威中央媒體科技日報社和國家一級專業學會中國生物工程學會強強聯合,共同發布。
報告全面梳理總結了我國合成生物學發展的行業現狀;通過上千份問卷摸查大眾和行業人士對合成生物學的認知度、關注度、接受度和期待度;對百家合成生物學企業的技術和產品布局進行定性和個案分析;基于調研結果,總結了行業發展的挑戰和機遇,并給出了實質建議;最后,《報告》評選了合成生物學十大典型應用。
行業:技術與政策疊加助力,合成生物學迎來發展風口
合成生物學被譽為第三次生物技術革命,目前已廣泛運用在醫療健康、綠色能源、日化美妝、生物基材料、食品消費等領域,展現出強大的產業應用潛力。麥肯錫數據顯示,預計到2025年,合成生物學與生物制造的經濟價值將達到1000億美元,未來全球60%的物質生產可通過生物制造方式實現。
近年來,基因測序、基因編輯、基因合成三個合成生物學底層技術成本降低,同時隨著新一代信息技術突破發展,合成生物學借助大數據處理和深度學習等技術,實現了更快速設計底盤菌的成果,這極大程度降低了合成生物學企業創立的門檻。
在政策支持方面,面向“十四五”,合成生物學的政策支持力度達到歷史最高。據《報告》調研組統計,31個省(自治區、直轄市)中(不含港澳臺),有18個省(市)將“合成生物”寫進“十四五”規劃,分別從平臺建設、技術突破、產業應用等方面規劃了合成生物學的發展路徑。此外,我國制定的“雙碳”戰略為合成生物學提供了十分有利的發展環境。
技術疊加政策雙重加持,合成生物學領域近年來誕生了一批行業新星,初創企業不斷涌現。年輕化成為合成生物學企業群像的一大顯著特點。此外,來自產投界的力量也加速了初創企業數量的快速增長。據不完全統計,2022年,我國合成生物學領域的投融資頻次和數額雙雙創新高,至少有43次投融資行為,將近每一周就會有一家企業獲得新的融資;金額方面達到66億元,也創新高。
為表達各地區合成生物學企業發展潛力,調研組引進了“合成生物學潛力企業”指標,表示有潛力發展合成生物學或正在從事合成生物學業務的企業群體。調研組認為,公司的工商注冊中,含有“生物科技”“合成生物”字眼的企業比較擁有潛力發展合成生物學。調研組統計了各地的潛力企業數量,結果顯示:廣東、上海、山東、江蘇四省市潛力企業最多,其中廣東超過10萬家。
問卷:六成受訪者看好合成生物學未來發展
合成生物學的發展迎來“春天”,那么公眾對合成生物學的發展持何種態度?對此,調研組進行了上千份問卷調研,從認知度、關注度、接受度、期待度四個維度摸清情況。
調研結果顯示,認知度方面,六成受訪者對合成生物學“欠缺了解”。1237位受訪者中,“不太了解”的人數達到521人,占比42.12%;“完全不了解”為298人,占比24.09%,兩個群體合計占比66.21%。《報告》將上述兩部分人群統一表達為“欠缺了解”。66.21%的受訪者對合成生物學“欠缺了解”這一前提較大程度影響了受訪者在其他三個維度上的態度。細看數據發現,了解程度與學歷高低呈正相關,例如有56.67%的博士受訪者對合成生物學的了解程度為“基本了解”及以上。
在關注度方面,數據顯示,公眾對合成生物學的關注意愿很強,但實際關注并不積極。44.78%的受訪者表示“愿意了解”和“非常愿意了解”,但實際關注程度方面,只有15.19%的受訪者“比較關注”和“經常關注”,存在比較明顯的“做到”與“說到”的差距。
接受度方面,對合成生物學發展持“中立”的受訪者占比53.6%,超過一半。這一數據表明,合成生物學的應用有著廣泛的民意支持基礎,同時也面臨著爭取龐大的“中立”態度人群轉為“支持”態度,避免走向“反對”立場的挑戰。整體而言,受訪者對合成生物學了解程度越深,對其應用也越支持。不過也存在部分例外情況,即7.14%的受訪者在“非常了解”合成生物學之后,選擇了站在“反對”的立場,這一比例比“比較了解”要高。
期待度方面,調查結果顯示,有57.81%的受訪者看好合成生物學技術未來十年的發展,僅10.59%的受訪者持有擔憂的態度,另有31.61%的受訪者保持觀望態度。
產品:百家企業三千+專利全方面布局各產品領域
《報告》調研組根據網絡熱度和企業活躍程度等,選取了100家領域內企業,從產品和技術維度展開微觀分析。
梳理結果顯示,目前我國合成生物學企業主要分為三大類:第一類是早已成立的傳統化工、能源、醫藥企業,開始在合成生物學領域布局;第二類是基因工程和醫療等相關公司,嘗試在小范圍領域開展合成生物學應用;第三類是新成立的專注合成生物學的公司。三類公司有著不同的發展路徑和研究專注領域,共同構筑合成生物學行業百花齊放的發展新格局。
這一百家企業擁有三千余項專利,高度體現出了企業對專利的重視,布局在合成生物學不同的模塊中,例如RNA編輯、發酵等。從產品分析來看,在“禁塑令”的政策的推動下,化工領域生物基新材料備受青睞,百家企業中,有13家企業在生物基可降解新材料產品方向進行布局。
合成生物學在食品營養領域的應用逐年增加,可食用微生物合成蛋白、赤蘚糖醇、食用益生菌、母乳低聚糖、細胞培養肉等產品成為合成生物學企業的關注重點。
百家企業中,有12家企業涉及日化美妝領域,專注研究、生產透明質酸、重組膠原蛋白、小分子肽、小分子活性膠原、人參皂苷等多種產品原料。合成生物學正著力解決日化美妝領域的原料供應難題。
此次調研的100家合成生物學企業有43家企業布局了醫藥領域,也是眾多企業最為青睞、期待的行業。
《報告》指出,新興的合成生物學在農業領域展現出不俗的潛力,能夠幫助提高農業生產力、改良作物、降低生產成本、實現可持續發展,帶來農產品產能與營養價值的突破性增長。這將為世界性農業生產難題提供革命性解決方案,引領細胞農業、低碳農業和智能農業等新動能和新業態革命。
挑戰:合成生物學主要面臨技術和產業應用難題待解 《報告》指出,雖然21世紀以來合成生物學的學科建設、各分支的應用實踐都得到了長足發展,但是在技術、產業應用、外部環境等方面,依然面臨著諸多挑戰,需要產學研各界攜手共同面對。 首先是技術難題。《報告》主要指出了“底盤菌株理性設計的技術門檻”和“試驗成功到量產成功隔座山”兩大技術難題。前者方面,合成生物學長期面臨量產生物元件未被清晰表征、胞內代謝通路難以預測性設計等難題;后者方面,在工業級量產過程中,合成生物學仍面臨如目標產物產率不穩定、染菌、功能修飾途徑和分泌渠道缺乏、裂解純化步驟繁瑣及純化成本高等問題。 產業應用挑戰方面。選品考驗合成生物學領域公司的團隊技術能力和市場認知。《報告》指出,“選品”意味著選擇行業,正確的選品考驗企業對于未來市場情形的判斷,對公眾認知、政策趨勢、消費環境等多個維度的準確把握,即:“研發得了,產得出來,賣得出去”。此外,人才供應緊缺也正制約合成生物學行業發展。 除了上述兩個來自行業內部的挑戰外,外部挑戰方面,合成生物學依然存在倫理爭議與輿論環境、公眾認知、政策三個方面的挑戰。《報告》建議合成生物學領域從業者擔當起歷史責任,守住安全生產關;大力做好公眾科普工作,為行業發展贏得更多民意支持;實行多領域、多行業的政策協同,為合成生物學行業發展營造良好的政策環境。 案例:評選十大典型案例,以評促建引領行業發展風向 在綜合考慮企業應用案例的技術成熟程度、市場反應情況、未來前景等因素,在專家組的評審論證后,《報告》評選出了合成生物學十大典型應用,覆蓋了不同的領域,旨在以評選方式引領行業發展風向,推動行業健康穩定向好發展。 華恒生物采用合成生物學技術,設計構建L-丙氨酸的生物合成途徑,在國際上首創了能夠在無氧環境下高效生產L-丙氨酸的“細胞工廠”,顛覆了傳統的氨基酸有氧發酵生產模式,解決了對不可再生石化原料的依賴問題,生產過程無二氧化碳排放,相比化工路線廢水量降低90%,能耗降低40%,生產成本降低50%,經濟和環境效益顯著。 態創生物依托Tidetron Altra平臺型菌株庫與元件庫,以及內含肽標簽定向進化技術,實現了小分子肽的合成技術突破;在替代傳統合成方法的同時,將單個肽的合成周期縮短至1-3個月,進而提升其生產效率約40倍,最終完成近20種小分子肽的合成路徑開發,相關成果已申請十數篇獨家專利。 周子未來經過多年的技術攻關,解決了細胞培養肉的多項技術難題,能用20天時間培養出重量超200g的細胞培養肉系列產品,實現了肌脂細胞共培養、低成本無血清培養基、無載體細胞懸浮培養、基于多通道精準控制的培養肉打印等多項技術突破。
關于大會(點擊查看詳情): 第八屆國際生物基產業論壇暨應用展覽會
以“把握生物基產業新機遇”為主題,第八屆國際生物基產業論壇暨應用展覽會(簡稱Bio-based 2023)將于2023年6月7-9日在上海寶華萬豪酒店舉行。在過去近十年的積累基礎上,Bio-based 2023幾乎100%覆蓋了國內外生物基材料與化學品領域的領軍科學家、企業家以及相關科研團隊、初創企業、材料研發企業、跨國公司、下游用戶、投資機構等全產業鏈資源。 作為中國乃至亞洲范圍內最權威、最具影響力、最高品質的生物基產業交流盛會,Bio-based 2023分別設置了三大主體論壇:青年科學家論壇、生物基材料與化學品技術與市場開發論壇、生物基材料與化學品創新應用論壇;除此之外,還設置了生物基材料與化學品的專場展覽、FDCA應用開發者大會、生物基材料與化學品系列獎項評選與頒獎、供需對接、海報評選、人才招聘等豐富多彩的同期活動,致力于打造成為生物基材料與化學品領域一站式的科技服務平臺,助力行業健康、快速發展!
挑戰:合成生物學主要面臨技術和產業應用難題待解 《報告》指出,雖然21世紀以來合成生物學的學科建設、各分支的應用實踐都得到了長足發展,但是在技術、產業應用、外部環境等方面,依然面臨著諸多挑戰,需要產學研各界攜手共同面對。 首先是技術難題。《報告》主要指出了“底盤菌株理性設計的技術門檻”和“試驗成功到量產成功隔座山”兩大技術難題。前者方面,合成生物學長期面臨量產生物元件未被清晰表征、胞內代謝通路難以預測性設計等難題;后者方面,在工業級量產過程中,合成生物學仍面臨如目標產物產率不穩定、染菌、功能修飾途徑和分泌渠道缺乏、裂解純化步驟繁瑣及純化成本高等問題。 產業應用挑戰方面。選品考驗合成生物學領域公司的團隊技術能力和市場認知。《報告》指出,“選品”意味著選擇行業,正確的選品考驗企業對于未來市場情形的判斷,對公眾認知、政策趨勢、消費環境等多個維度的準確把握,即:“研發得了,產得出來,賣得出去”。此外,人才供應緊缺也正制約合成生物學行業發展。 除了上述兩個來自行業內部的挑戰外,外部挑戰方面,合成生物學依然存在倫理爭議與輿論環境、公眾認知、政策三個方面的挑戰。《報告》建議合成生物學領域從業者擔當起歷史責任,守住安全生產關;大力做好公眾科普工作,為行業發展贏得更多民意支持;實行多領域、多行業的政策協同,為合成生物學行業發展營造良好的政策環境。 案例:評選十大典型案例,以評促建引領行業發展風向 在綜合考慮企業應用案例的技術成熟程度、市場反應情況、未來前景等因素,在專家組的評審論證后,《報告》評選出了合成生物學十大典型應用,覆蓋了不同的領域,旨在以評選方式引領行業發展風向,推動行業健康穩定向好發展。 華恒生物采用合成生物學技術,設計構建L-丙氨酸的生物合成途徑,在國際上首創了能夠在無氧環境下高效生產L-丙氨酸的“細胞工廠”,顛覆了傳統的氨基酸有氧發酵生產模式,解決了對不可再生石化原料的依賴問題,生產過程無二氧化碳排放,相比化工路線廢水量降低90%,能耗降低40%,生產成本降低50%,經濟和環境效益顯著。 態創生物依托Tidetron Altra平臺型菌株庫與元件庫,以及內含肽標簽定向進化技術,實現了小分子肽的合成技術突破;在替代傳統合成方法的同時,將單個肽的合成周期縮短至1-3個月,進而提升其生產效率約40倍,最終完成近20種小分子肽的合成路徑開發,相關成果已申請十數篇獨家專利。 周子未來經過多年的技術攻關,解決了細胞培養肉的多項技術難題,能用20天時間培養出重量超200g的細胞培養肉系列產品,實現了肌脂細胞共培養、低成本無血清培養基、無載體細胞懸浮培養、基于多通道精準控制的培養肉打印等多項技術突破。
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以“把握生物基產業新機遇”為主題,第八屆國際生物基產業論壇暨應用展覽會(簡稱Bio-based 2023)將于2023年6月7-9日在上海寶華萬豪酒店舉行。在過去近十年的積累基礎上,Bio-based 2023幾乎100%覆蓋了國內外生物基材料與化學品領域的領軍科學家、企業家以及相關科研團隊、初創企業、材料研發企業、跨國公司、下游用戶、投資機構等全產業鏈資源。 作為中國乃至亞洲范圍內最權威、最具影響力、最高品質的生物基產業交流盛會,Bio-based 2023分別設置了三大主體論壇:青年科學家論壇、生物基材料與化學品技術與市場開發論壇、生物基材料與化學品創新應用論壇;除此之外,還設置了生物基材料與化學品的專場展覽、FDCA應用開發者大會、生物基材料與化學品系列獎項評選與頒獎、供需對接、海報評選、人才招聘等豐富多彩的同期活動,致力于打造成為生物基材料與化學品領域一站式的科技服務平臺,助力行業健康、快速發展!