什么是合成生物学（synthetic biology）？深度解析合成生物 ...

19世纪下半叶以来, 生命科学研讨范畴每50年左右便竖起一座里程碑, 包括孟德尔遗传定律(1886年)、摩尔根的染色体遗传学说(1909~1928年)、沃森和克里克构建的DNA双螺旋结构模子(1953年)以及人类基因组计划(1990~2003年)。 人类基因组计划的完成鞭策生命科学进入组学(∼omics)和系统生物学时代。而系统生物学与基因技术、工程科学、分解化学、计较机科学等众多学科穿插融合, 又催生和复兴了分解生物学. 作为一门典型的新兴和会聚科学范畴, 分解生物学的影响力在21世纪以来敏捷上升. 它被喻为熟悉生命的钥匙、改变未来的倾覆性技术。

分解生物学(synthetic biology)是一门聚集生物学、基因组学、工程学和信息学等多种学科的穿插学科，实在现的技术途径是应用系统生物学和工程学道理，以基因组和生化份子分解为根本，综合生物化学、生物物理和生物信息等技术，旨在设想、革新、重建生物份子、生物元件和生物分化进程，以构建具有生命活性的生物元件、系统以及人造细胞或生物体。分解生物学(Synthetic Biology)是一门连系了生命科学观察分析方式和工程学设想思维的学科，使人类经过工程方式设想、革新甚至重新分解有特定功用的生物系统。

一、布景与历史

“Synthetic biology”一词最早由法国物理化学家Stephane Leduc于1911年在其所著的《生命的机理》(The Mechanism of Life)一书中初次提出，在该书中其试图操纵物理学理论诠释生物起源和进化纪律，以为“组成生物体的是其形状”，并归纳为“分解生物学是对外形和结构的分解”。

现实上，分解生物学技术的理论和技术根本直到20世纪中期才起头慢慢建立。1953年，詹姆斯·杜威·沃森(James Dewey Watson)和弗朗西斯·克里克(Francis Crick)发现了DNA双螺旋结构。1958年，克里克提出遗传的“中心法例”，说了然遗传信息组成和传递的纪律。1966年，遗传密码剖析完成。1970年，限制性内切酶被发现（同年逆转录酶也被发现）使体外停止DNA操纵成为能够。DNA双螺旋结构的发现、遗传密码的破译、限制性内切酶的发现、PCR技术的发现等一系列严重份子生物学成就, 催生了基因工程技术，也正式开启了分解生物学的大门。1980年，Barbara Hobom起头利用“分解生物学”这一概念来表述基因重组技术。

分解生物学真正被普遍关注始于21世纪初，一系列倾覆性功效在这个阶段连续公布。

2000年, 波士顿大学Collins团队受噬菌体λ开关和蓝藻昼夜节律振荡器的启发, 设想分解了双稳态基因收集开关; 普林斯顿大学Elowitz和Leibler基于负反应调控道理设想了基因振荡收集.

2002年, 纽约州立大学石溪市分校Wimmer团队经过化学分解病毒基因组获得了具有传染性的脊髓灰质炎病毒-人类历史上首小我工分解的生命体。

2022年, 美国Venter团队公布首个“野生分解基因组细胞”诞生. 他的团队设想、分解和组装了1.08Mb的支原体基因组(JCVI-syn1.0), 并将其移植到山羊支原体受体细胞中, 发生了仅由分解染色体控制的新支原体细胞。

2022年，美国Scripps研讨所Romesberg团队设想分解了一个非自然碱基配对: X和Y, 并将它们整合到大肠杆菌基因组。这意味着在控制条件下, 未来的生命形式有无穷种能够。

二、全球政策划态

分解生物学作为21 世纪生物学范畴催动倾覆性创新和学科穿插融合的前沿代表，遭到列国政府、学术界、产业界的高度关注。2022 年6 月，中国科学院与中国工程院、英国皇家学会与英国工程院、美国科学院与美国工程院( 简称“三国六院”) 在伦敦告竣共鸣，制定在2011—2012 年，别离在英国、美国和中国召开3 次分解生物学钻研会。

“三国六院”会议总结报告提到: 与之前的其他研讨学科分歧, 分解生物学有能够绕过不太可猜测的进化进程, 开创一种新的、静态的处置生物系统的方式。分解生物学家希望设想和建造的工程生物系统具有自然系统中尚不存在的才能, 这类才能终极能够被用于生物制造、食品生产和全球健康。 同等重要的是, 分解生物学作为一个科学和工程范畴, 它提出了技术、伦理、监管、平安、常识产权和其他题目, 这些题目将在天下分歧地域获得分歧的处理。

2.1、美国。

美国农业部(USDA) 早在2022 年就起头支持分解生物学范畴的相关研讨，随后国家科学基金会(National Sanitation Foundation, NSF)、国立卫生研讨院(National Institutes Of Health, NIH)、能源部(Department of the Environment, DOE)、国防部(Department of Defense, DOD) 等也起头支持分解生物学的根本研讨、技术开辟和研发中心的建立。这些结构的跨学科特征明显，例如，作为美国分解生物学范畴最重要的帮助机构，国防部高级研讨计划局(Defense Advanced Research Projects Agency, DARPA) 帮助的生命铸造厂项目不但成长标准化工具与平台，还用以开辟高代价的新型工程化材料。此外，一些基金构造、风险投资团体和企业也积极介入和支持分解生物学项目，并促进其转化利用。近年来，美国研讨机构与企业结合，经过公布各类分解生物学线路图，提出倾覆性的创新思绪和方针，进一步指导分解生物学范畴的跨界合作，例如，美国半导体研讨同盟(SRC)2022 年公布的《半导体分解生物学线路图》，提出基于DNA 的大范围信息存储等5 个范畴未来15年的成长方针和偏向2022—2022 年，美国工程生物学研讨同盟(EBRC) 相继公布的《工程生物学：下一代生物经济的研讨线路图》、《微生物组工程：下一代生物经济研讨线路图》、《工程生物学与材料科学：跨学科创新研讨线路图》，提出了工程生物学与材料科学和微生物组工程未来10~20 年的关键技术范畴，指了然跨学科创新研讨与利用的成长偏向。

2.2、英国。

英国皇家工程院(Royal Academy of Engineering, RAE) 2022 年公布的《分解生物学：范围、利用和启迪》报告夸大国家计谋计划的重要性。英国生物技术和生物科学研讨理事会(BBSRC)、英国工程和自然科学研讨理事会(EPSRC) 等机构针对分解生物学范畴相继展开了系列计谋研讨和科研帮助。2012 年，英国贸易、创新与技术部(BIS) 公布《英国分解生物学线路图》，明白了面向2030 年英国分解生物学的成长途径，提出了根本科学与工程、负义务的研发与创新、用于贸易的技术、利用与市场、国际合作5 个焦点主题。在BIS 支持下，英国专门建立了分解生物学带领理事会(SBLC)。2022 年，SBLC 又推出“英国分解生物学计谋计划”，提出在2030 年实现英国分解生物学上百亿欧元市场的方针。线路图和计谋计划是英国分解生物学成长的重要保障，大力支持了新的分解生物学研讨中心以及创新和常识中心的建立。

2.3、中国。

2008—2022 年，以“分解生物学”为主题的香山会议举行了4 次。2008年会议(第322次)初次会商了分解生物学的布景、停顿和展望。2022年会议(第510次)会商了分解生物学与中药。2022年会议(第552次)为国家设立分解生物学重点专项供给了重要思绪。

国家重点根本成长研讨计划( “ 9 7 3 计划” )(1997~2022), 首要支持国家严重需求驱动的根本研讨和严重新兴穿插科学前沿范畴. 2022年起头, 在生物催化与生物转化研讨偏向的根本上, 启动摆设“分解生物学”专题研讨. 5年持续放置了10个项目。

曩昔10 年，我国很多高校和科研机构在分解生物学尝试室和研讨中心等科研基地扶植上都有相关行动，其中比力集合的是上海、天津和深圳。2008 年景立的中国科学院分解生物学重点尝试室是我国最早的分解生物学研讨机构，随后上海交通大学建立微生物代谢国家重点尝试室。2022 年，上海地域高校、研讨机构和企业自觉组建上海分解生物学创新计谋同盟，旨在成长协同攻关的计谋收集。天津大学牵头的分解生物学前沿科学中心与中国科学院天津产业生物技术研讨所牵头的国家分解生物技术创新中心是天津市的两大分解生物学重要基地，别离针对前瞻性根本研讨与生物技术利用转化两风雅向。深圳市从2022 年起头努力于打造覆盖多层级的综合型研讨机构，并扶植了国内首个分解生物研讨严重科技根本设备。

三、市场空间

近年来，分解生物学及其利用频仍出现在人们视野中，深入影响着化工、食品、消耗品、能源、医疗健康和农业等范畴的成长，并缔造了庞大的社会和经济代价。例如，操纵微生物细胞工场生产化学品、材料、燃料、动物自然成份和替换卵白；将细胞传感器用于临床医学、情况和食品监测；通细致菌、细胞来治疗疾病和帮助作物减产等。未来，基于分解生物学能依照特定方针停止理性设想、革新甚至重新分解生物系统的特点，分解生物学将不竭拓展利用的新鸿沟。

2022 年，美国生物技术创新构造(Biotechnology Innovation Organization，BIO)在《可再生化学平台构建生物经济》报告中测算了16个国家100家公司对生物基经济快速增加的进献值。报告显现，这些公司在产业生物技术、生物燃料、可再生化学品、酶和生物基材料等范畴对全球经济进献的代价跨越 3 552 亿美圆

麦肯锡全球研讨院在 2022 年5 月公布的《生物反动：创新改变经济、社会和人们的生活》研讨报告中经过400 个利用案例的分析，从人类健康和性能、农业、水产养殖和食品、消耗品和办事、材料和能源等方面论述了分解生物学及相关生命科学技术进步带来的经济影响。报告提到全球经济活动中 60% 的物资产物可由生物技术停止生产，包括1/3 来自自然生物的材料和 2/3 非生物来历的材料；分解生物学技术在未来的 10～20 年中，每年将为全球带来 2～4 万亿美圆的间接经济效益。

美国市场观察公司 BCC Research2022 年公布的《分解生物学：全球市场》报告数据显现，2022 年由分解生物学间接驱动的全球市场范围已达 53.19 亿美圆，估计到 2024 年可达 188.85 亿美圆，2022—2024 年的复合年增加率(Compound Annual Growth Rate，CAGR)可达28.8%。

从全球范围内分歧范畴市场范围来看，与医疗健康相关的利用主导了分解生物学行业的贸易化，而在食品、农业、消耗品以及化工范畴，孕育侧重要的市场机遇，相关细分市场空间正在以高 CAGR 的水平增加。

四、产业链分析

分解生物学产业生态覆盖脸蛋大，分歧技术和产业落地偏向多元。依照上中下流区分，分解生物学上游指包括DNA/RNA 分解、测序与组学，以及数据相关的分解生物学底层技术、产物和办事；中游是对生物系统和生物体停止设想、开辟的技术平台；下流是触及人类衣食住行各个方面的利用开辟和产物落地。

4.1、上游底层技术与软件：

DNA/RNA 的编辑、分解和组装技术是分解生物学产业的根本。自 2003 年人类基因组计划实施以来，DNA 测序本钱的下降速度已经冲破了电子工程中典范的“摩尔定律”。2022年，人类个体全基因组测序的价格已低于 1 000美圆，而且这一价格有望在未来 10 年内降至100 美圆以下。测序的本钱下降和通量提升带动了生物数据的大量发生。除基因组信息外，转录组、代谢组等组学技术的成长，促进人们对细胞内份子和系统收集的深入领会，以及设想生物系统的才能提升。

据 BCC Research 统计，到 2024 年，DNA读写和编辑利用的全球市场将从 2022 年的 170亿美圆增加到 431 亿美圆。DNA 分解范畴的明星公司 Twist Bioscience建立于 2022 年，该公司开辟的基于硅芯片的 DNA 分解技术，不但大幅度提升了 DNA 分解通量，而且呈数目级地缩减了化学试剂的用量，为客户供给包括寡核苷酸文库等 DNA/RNA 分解产物。另一家美国公司 Synthego基于生物信息学、机械进修和自动化，开辟了一套自动化分解 RNA 的系统，用于打造CRISPR 工具包和 sgRNA 文库，以办事制药行业的客户。Synthego 的焦点产物之一是 CRISPR Revolution——在自动化尝试室中实现快速、高精准度的 sgRNA 分解，其本钱比常规的分解方式下降 80%。同时，借由算法优化的 sgRNA可使细胞内基因编辑效力高达 90%。

国内的 DNA 分解办事也不竭有优异国产企业出现。有“国内 DNA 制造第一股”之称的苏州泓迅生物自立研发了 Syno®1.0～Syno®3.0 三个 DNA 分解平台，并依托这三个平台开辟了进一步的生物技术转化及利用平台——泓迅“GPS”平台，结合分析基因型(Genotype)、表型(Phenotype)和野生分解型(Synotype)，从而高效地办事于人源化抗体库构建、基因工程疫苗开辟、产业酶优化、染色体/基因组的分解、份子帮助育种以及 DNA信息存储的技术开辟等下流科研需求。2022 年景立于上海的迪赢生物努力于“新一代 DNA 分解技术、NGS 的周全处理计划”的创新，研发出了具有自立常识产权的 Micropore 高通量 DNA 分解平台和 QuarXeq双链 RNA 探针捕捉技术。

除核酸分解、测序、组学外，还有一些公司侧重于开辟生产力工具和软件类产物。这些公司针对分歧范畴的研发所打造的软件产物可以帮助科学家和企业高效治理 DNA 信息、尝试室硬件和尝试流程等，从而进步研发效力。其中，较具代表的公司包括美国的 Benchling和英国的 Synthace。

4.2、中游分解生物构建平台

分解生物平台类公司，饰演了“生物基处理计划”设想师和开辟者的脚色。

美国公司 Ginkgo Bioworks建立于 2008年。Gingko Bioworks 依靠其自动化的菌株开辟工程、卵白质工程和发酵工程平台，可以高通量开辟和评价微生物菌株，为客户供给基于微生物菌株的处理计划。Gingko Bioworks 的自动化平台每月可履行跨越 15 000 项自动化尝试使命，测试数千种微生物设想，避免了野生尝试的反复工作。

国内也有以杭州恩和生物和杭州衍进科技为代表的平台型公司。其中，恩和生物偏重开辟自动化、高通量的产业生物研发平台，其品类涵盖医药、化工、食品等多个范畴。2022 年 9 月，恩和生物公布完成了1 500 万美圆的 A 轮融资，并在 2022 年 3 月获得来自国际化工巨头巴斯夫的计谋投资。

一些行业领先的平台类公司除了为客户供给研发办事外，还在追求利用处景的延长，纷纷推出落地产物。Amyris 是分解生物学范畴第一家在纳斯达克上市的企业。建立之初处置抗疟药物青蒿素及其他萜类化合物生产。经过持久的产业摸索，Amyris 逐步长大为在化工和燃料行业很有影响力的法尼烯和长链碳氢化合物生产商。如以野生酵母生产角鲨烯，替换了鲨鱼肝油和高精度橄榄油的提取技术线路。此外，Amyris 也打造了一系列主打自然成份的美妆品牌。2022 年，Amyris 年销售额到达 1.73 亿美。美国的分解生物学明星公司 Zymergen操纵自动化的高通量尝试系统，短时候内机关出大量分歧基因型的菌株。Zymergen 辐射全产业链结构，覆盖了最上游的生物基因数据、分解生物学研发自动化，到下流的材料科学以及材料设想、改性和加工聚合的各个环节。Zymergen 经过分解生物学的方式，操纵从陆地微生物平分手的酶，分解了带有氟原子的二胺单体后，与日本住友化学株式会社合作开辟聚合工艺，终极生产出Hyaline(聚酰亚胺薄膜)，聚酰亚胺是最多见的一种柔性屏材料，被普遍利用于电子产物中。

国内优异企业代表是蓝晶微生物，蓝晶微生物的研发平台覆盖了份子结构设想、微生物菌株开辟、小试与中试生产、材料改性加工等实现产物定制化开辟所必须的全数环节。其主打的生物可降解材料产物——PHA (聚羟基脂肪酸酯)已完成了落地。此外，蓝晶微生物依靠自有研发平台，也在推动其他管线。如可有用减缓焦虑的功用饮料成份和抵偿人体常见代谢缺点的新型功用益生菌等。

4.3、分解生物学利用

4.3.1、健康与保健

分解生物学在医疗健康范畴的利用普遍，触及细胞免疫疗法、RNA 药物、微生态疗法、基因编辑相关利用、体外检测、医疗耗材、药物原材料等多方面。分解生物学技术利用于健康产业首要有两种思绪：一种是对微生物停止设想和革新，使微生物可以生产某种药物份子，或其自己作为活性药物，实现治疗疾病的功用；别的一种是基于分解生物学的工程化思维和设想理念，对哺乳动物细胞停止革新，使其具有响应的功用，如用于器官移植、细胞治疗和疫苗生产等。比力常见的具体利用包括：操纵 mRNA技术快速野生分解疫苗，操纵基因编辑技术治疗遗传疾病，设想细胞行为和表型切确调控的免疫细胞治疗肿瘤，开辟快速、灵敏的诊断试剂，革新微生物和分解野生噬菌体来治疗疾病，革新微生物生产医疗耗材和药物成份等。

（1）RNA药物

RNA药物分为寡核苷酸药物和 mRNA 药物。其中，寡核苷酸药物又可细分为 RNA 干扰(RNAi)、RNA 激活(RNAa)和核酸适配体(Aptamer)等范例。美国公司 Ionis 和Alnylam 是寡核苷酸偏向比力有代表性的公司，德国公司BioNtech和美国公司Moderna则是mRNA 疗法偏向比力有代表性的公司。在新型冠状病毒肺炎(COVID-19)风行时代，mRNA 技术在快速开辟疫苗方面的上风凸显，Moderna公司开辟的mRNA-1273 在25天内完成了 COVID-19疫苗的序列设想和生产，并破记载地用63天完成从序列设想到首个受试者给药。今朝，该疫苗已于2022 年末获得FDA告急利用授权。

（2）基因编辑

今朝商用的基因编辑技术首要包括锌指核酸酶、转录激活因子样效应核酸酶和定期聚集的短回文反复序列(CRISPR)3 品种型。Emmanuelle Charpentier 等人开办的瑞士公司 CRISPR 首要研讨 CRISPR/Cas9 基因编辑技术及其在 β 地中海贫血、血友病、杜氏肌营养不良症、囊性纤维化等疾病治疗中的利用。

美国公司Sangamo 专注于锌指卵白技术的研讨和贸易化开辟，是全球利用锌指卵白技术的代表性公司，在血友病、血红卵白病、中枢神经系统疾病和艾滋病等疾病方面均有管线结构。

张锋等人开办的美国公司 Editas Medicine 正在开辟基于 CRISPR/Cas9 技术的基因组编辑平台，该公司在眼睛疾病、肌肉疾病、血液疾病、肺病、肝病和癌症等方面均有管线结构。

2022 年创建的异种器官移植公司 eGenesis操纵 CRISPR 技术将猪开辟为可行的人类器官移植来历。今朝，eGenesis 正在将革新的基因工程猪的器官移植到非人灵长类动物(如山公)身上，停止长达一年的跟踪观察，并计划于 2022 年末申请新药临床实验(IND)答应。eGenesis 的姊妹公司启函生物于 2022 年在杭州创建，并于 2022 年 3 月完成了 6 700 万美圆的 A++ 轮融资，用以推动新型细胞治疗的研发。基于其科研团队在异种器官移植动物模子中堆集的丰富经历，启函生物在未来将努力于寻觅人体细胞中影响免疫排挤反应的基因，并经过编辑这些基因来进步细胞的免疫兼容性，实现低风险的同种异体细胞治疗。今朝，启函生物正在利用这一方式，基于临床级 GMP 干细胞，研发用于临床实验的细胞治疗产物。

（3）免疫治疗

在细胞免疫疗法范畴，嵌合抗原受体 T 细胞(CAR-T)、T 细胞受体基因工程化的T细胞、肿瘤浸润性淋巴细胞和嵌合抗原受体 NK 细胞等多品种型的细胞疗法正呈百花齐放的态势。其中，CAR-T 疗法停顿最为领先。全球范围内已有3款CAR-T疗法被美国FDA核准上市，别离为诺华公司研发的Kymriah以及吉祥德公司旗下Kite公司研发的Yescarta和Tecartus。中国在细胞免疫疗法范畴正快速突起，南京传奇生物在 2022 年就中国首个自立研发的细胞疗法 LCAR-B38M CAR-T 向美国 FDA提交了上市申请。

（4）体外诊断

在体外检测范畴，有很多公司正在研讨和开辟基于 CRISPR/Cas9 技术的病毒检测产物，代表性的公司有张锋等人开办的美国公司 Sherlock以及 Jennifer Doudna 等人开办的美国公司Mammoth。两家公司针对 COVID-19 病毒开辟的检测试剂盒，都可以在 1 h 内供给检测成果。

（5）微生物疗法

基于分解生物学技术的细菌工程化革新为肿瘤治疗供给了全新的思绪，细菌疗法因其具有杰出的靶向性、较低的毒副感化，日益获得重视。早在200多年前，医生们就留意到了细菌传染偶然会减缓肿瘤发展甚至将其根除。William Coley 医生将细菌灭活，制成了“科利毒素”（Coley’s toxins），终极成功治疗了跨越1 000 名肿瘤患者，这类治疗方式的成功率居然与现代的癌症治疗方式不相高低。

操纵分解生物学技术生产微生物药物的代表——美国上市公司 Synlogic经过分解生物学技术革新益生菌，从而开辟新型的活性药物 SyntheticBioticTM。Synlogic 首要关注性能平衡以及其他身分引发的疾病，同时也与罗氏、Ginkgo Bioworks等公司合作，开辟罕有疾病、代谢疾病、本身免疫和炎性疾病以及癌症等疾病的分解生物药物。

在噬菌体疗法偏向，以色列公司BiomX 正利用自然及分解的噬菌体治疗慢性疾病(如炎症性肠病)和皮肤病，该公司于 2022 年景功上市，是全球首家噬菌体疗法上市公司。

（6）药品成份与质料

美国公司 Antheia 经过酵母发酵来生产阿片类药物份子。随着律例的变化，美国的一些公司如 Demetrix 将方针瞄向了大麻素，今朝正在操纵革新后的酵母摸索 100 多种大麻素的产业化生产。美国公司 Lumen 采用革新后的螺旋藻来生产口服抗体药及其他生物药，首要用于治疗艰难梭菌传染、诺如病毒传染和观光性腹泻在内的胃肠疾病。

默克公司操纵美国公司Codexis 的酶工程技术平台 CodeEvolver 为糖尿病药物 Januvia(Sitgaliptin)开辟了一种新的分解方式。Sitgaliptin 结构中有一种立体构象胺，采用传统化学方式很难制造，需要重金属和高压情况。而默克公司经过 CodeEvolver 平台对节杆菌属的 R 挑选性转氨酶停止了计较和定向进化，革新后的酶具有 27 个氨基酸突变，催化实现对映体过量百分数大于 99.95%。

4.3.2、食品

分解生物学在食品范畴的利用包括肉类和乳制品、饮品、食品平安、调味剂和增加剂等多方面。CB Insights 的行业分析师估量，到 2040 年，全球肉类市场的代价能够高达 2.7 万亿美圆。

美国食品药品监视治理局规定“动物肉产物”以动物卵白、氨基酸等为制造质料，使得基于分解生物学的生物发酵成了生产人造肉质料的技术载体。在这一范畴具有代表性的企业 Beyond Meat总部位于美国，并于2022 年上市。另一家头部企业 Impossible Foods于 2011 年创建，停止 2022年 8 月，已完成累计高达 15 亿美圆的融资，估值 100 亿美圆。这两家企业生产的人造肉均以动物为卵白来历，此外增加了经过分解生物学技术革新的酵母生产的血红素，从而使人造肉的口感近似动物肉。今朝，Beyond Meat 和 Impossible Foods 均已有人造肉产物面世，为肯德基、汉堡王、星巴克等品牌停止供给。

除了“动物肉”之外，另一种支流的人造肉是通细致胞培育技术，间接从动物干细胞中培育出人造肉。荷兰的食品科技公司Mosa Meat 在 2022 年通细致胞培育技术，从牛细胞中培育出天下上第一小我造牛肉汉堡。2022 年 2 月，该团队完成 8 500 万美圆的 B 轮投资。美国公司 New Age Meats建立于 2022 年，旨在经过动物细胞培育技术生产猪肉，现有产物是人造猪肉香肠和饺子。2022 年 8 月，该公司公布在 A 轮融资前又获 200 万美圆种子轮增资。以色列细胞培育肉草创企业 Future Meat于2022 年 2 月公布将每块人造鸡胸肉的本钱下降至10 美圆以下，并计划在未来 18 个月内，经过餐厅及零售渠道上市这款新品。

除了肉类替换品之外，分解生物学技术企业也在摸索更多新型食品的能够性。科技公司Nature’s Fynd正在基于自研的发酵技术，操纵从黄石国家公园田野发现的真菌培育各类食品，包括奶油、奶酪和肉饼等，并于 2022 年 2 月正式开放了菌类食品的预售。2022 年 7 月，Nature’s Fynd 公布完成 3.5 亿美圆的 C 轮融资，总资产已逾 5 亿美圆。 CRISPR 食品技术公司 Pairwise在 B 轮融资中筹集到 9 000 万美圆，用于操纵 CRISPR 技术来改良分歧范例的农产物，包括芥菜、浆果和樱桃等，并计划于 2022 年推出第一款基因编辑作物产物。2022 年 1 月，以色列食品技术草创公司Ukko 公布获得了 4 000 万美圆的 B 轮融资，旨在操纵野生智能驱动平台，建立一个周全的过敏物的份子结构数据库，并基于此数据库设想不会激发免疫反应的卵白质替换食品原本的过敏原，同时保存食品的营养功用和口胃。

在饮品范畴，美国公司 Endless West 经过利用自然动物和酵母提取物来替换传统酒品中含有的味道和香气份子，并将其与谷物酒精混调来生产新型酒品。相比于传统酒品，这些新型酒品无需经过冗长的发酵进程即可获得一样的口感和蔼味。

在食品平安、调味剂和增加剂范畴，美国公司 Mars 正在与 Thermo Fisher Scientific 合作设想和生产一种可以中和黄曲霉毒素的酶，爱尔兰公司 Miraculex 和美国公司 Milis Bio 正在开辟卵白质甜味剂，瑞士公司 Evolva 的首要产物有生物法的香兰素、白藜芦醇、L-阿拉伯糖和甜菊糖苷等，中国公司爱普香料在生物法香料方面的首要产物有香兰素和乙偶姻。

4.3.3、农业

分解生物学在农业范畴的利用首要触及作物减产、牲口和动物饲料及增加剂、害虫防治等偏向。

在作物减产范畴，包括动物作物减产和牲口减产两个偏向。拜耳与 Ginkgo Bioworks 于 2022 年景立了合资公司 Joyn Bio，并供给 1 亿美圆的 A 轮融资。Joyn Bio 的首要项目是操纵分解生物技术增强微生物为食粮作物供给氮营养物资的才能，以削减化肥的利用。另一家农业分解生物技术公司Pivot Bio自 2022 年在美国加州建立以来，融资总额到达6 亿美圆。 已经率先研发出针对玉米作物的微生物固氮产物PROVEN——促使特定的微生物在作物根部开释氮。2022年，PROVEN被Nature子刊评选为6种正在改变天下的分解生物学产物之一。该微生物固氮产物在2022 年利用面积已经到达25万英亩。

在虫害防治范畴，美国公司 GreenLight 努力于在农业和医疗范畴开辟高性能的 RNA 产物，其双链 RNA 喷剂产物可用于害虫、杂草和有害真菌的防治。美国公司 AgBiome 努力于将微生物群落用于动物遗传性状分析、生物农药研制，以及开辟新型农作物庇护产物。英国公司Oxitec 首要经过革新害虫基因，以及操纵虫际传布来控制和削减害虫，从而避免害虫传布疾病和损坏农作物。美国公司 AgriMetis 首要开辟自然产物衍生的化合物来庇护作物免受杂草、真菌和害虫的侵害。

在饲料产物范畴，美国公司 Calysta 正在操纵自然气和微生物发酵生产卵白饲料。该产物可用于鱼类、牲口及宠物营养的卵白替换，且已经在多个国家获得核准利用。

在作物改良范畴， 美国公司 D o w AgroSciences 已成功操纵锌指核酸酶基因编辑技术将多种性状引入食粮作物。美国公司 Caribou正在操纵基因编辑技术为猪、牛和其他六畜物种开辟新的性状。

4.3.4、生物基产物（化工、材料、能源等）

分解生物学技术可利用的制造范围涵盖了材料、能源和其他消耗品所需的功用份子等各个方面。除了生物来历的化合物和份子，对于很多传统石油基化合物，分解生物学也可供给更具经济性和合作力的处理计划。

美国公司 Zymergen经过和日本住友化学公司合作，已经开辟诞生物基聚酰亚胺薄膜 Hyaline Z2，可以用于柔性屏、防刮屏等电子产物；日本公司 Spiber 和美国公司Bolt Threads 已经操纵微生物发酵生产蜘蛛丝蛋。

在油类和光滑剂范畴，美国公司C16 Biosciences 首要操纵微生物发酵生产棕榈油的替换品。美国公司 Novvi 经过革新后的酵母将动物糖源(如甘蔗糖浆)转化为法呢烯，然落后行化学加工以天生根本油，用于光滑油市场。

白产物能源类分解生物学公司贸易化较为成功的代表之一是美国公司 LanzaTech。该公司首要操纵细菌将钢厂或渣滓填埋场等排放的二氧化碳、甲烷等废气转化为燃料和化学品。

在皮制品范畴，美国公司 Bolt Threads 和Modern Meadow 都在开辟可延续的皮革材料。Bolt Threads 已经开辟出培育菌丝体建造菌丝皮革的工艺，Modern Meadow 则是经过革新后的酵母发酵生产胶原卵白，继而在此根本上加工建造出皮革。

在护肤品范畴，分解生物学的相关利用首要触及香料、活性成份、润肤剂和保湿剂等方面。瑞士公司 Evolva 经过革新后的酵母生产纯萜化学品诺卡酮(Nootkatone)和巴伦西亚橘烯(Valencene)，这两种产物别离具有葡萄柚和橙子的香气，可以用在香水和护肤品中。美国公司Geltor 和中国公司巨擘生物经过培育微生物发酵生产胶原卵白产物，今朝都有推出类人胶原卵白产物。一些早期押注能源偏向的分解生物学公司也已经将重点转向护肤品范畴，如美国公司Amyris 生产的角鲨烯，在很多美容产物中都有益用。

五、中国分解生物产业成长情况

今朝，我国分解生物学范畴的企业还比力少，起步也比力晚，但近几年成长敏捷，投融资非常活跃。工程生物产业数据分析平台(EB Insights) 公布的“全球最值得关注的 50 家分解生物学企业”中我国有杭州恩和生物(Bota Biosciences)、北京博雅辑因、北京合生基因、苏州泓迅科技、上海凯赛生物、北京蓝晶微生物、南京传奇生物、深圳森瑞斯生物、深圳鑫飞生物等9 家企业入选。别的，近几年我国的分解生物学草创企业有了一些典型的贸易案例，慢慢实现生产工艺的提升与经济本钱的下降。在利用企业中，2022 年在科创板上市的华恒生物，丙氨酸系列产物的生产范围位居国际前线；2022 年完成上亿级融资的弈柯莱生物、蓝晶微生物、迪赢生物以及羽冠生物建立于2022 年今后，在起步阶段就获得大笔融资。其中，弈柯莱生物公司2022 年4月获得淡马锡和招银国际的近3 亿元投资，该公司的台州产业化基地已经具有日产酶( 或其他生物制品) 10 吨的才能；依托清华大学的科技功效建立的蓝晶微生物公司已经完成新产物从尝试室原型到中试，并于2022 年获得近2 亿元的融资。在平台型企业中，苏州泓迅科技是一家DNA 技术公司，具有较完整的DNA 分解组合平台，并在美国的新泽西建立了具有高标准尝试室的分公司，获得深圳华大、北京华大等公司的资金支持。