用鋼鐵工業(yè)尾氣生產(chǎn)的可替代汽油的燃料乙醇、農(nóng)業(yè)廢棄物秸稈能做成一次性吸管……被譽(yù)為“第三次生物技術(shù)革命”的合成生物，產(chǎn)品遍布衣食住行方方面面，已成為未來健康領(lǐng)域新質(zhì)生產(chǎn)力的典型代表。近期，記者跟隨市科委、中關(guān)村管委會“新質(zhì)生產(chǎn)力看北京”主題采訪來到未來科學(xué)城，探訪北京在合成生物領(lǐng)域發(fā)展的創(chuàng)新成果。

“萬物皆可合成”

“全球70%的產(chǎn)品可以用生物法生產(chǎn)，本世紀(jì)末有望創(chuàng)造30萬億美元的產(chǎn)值”，在北京市合成生物制造技術(shù)創(chuàng)新中心（籌）的展廳中，這樣描述生物制造行業(yè)的獨(dú)特價(jià)值。

據(jù)了解，合成生物技術(shù)可以糖、淀粉、纖維素，甚至二氧化碳等可再生碳資源為原料，進(jìn)行化學(xué)品、藥品、食品、生物能源、生物材料等物質(zhì)加工與合成，有望建立成本更低、更綠色的新生物技術(shù)路線，引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)技術(shù)變革。

北京市合成生物制造技術(shù)創(chuàng)新中心（籌）相關(guān)負(fù)責(zé)人、北京化工大學(xué)高新院副院長王斌表示，合成生物與制造關(guān)聯(lián)起來涉及到諸多產(chǎn)業(yè)，可以找到許多應(yīng)用場景，比如美麗經(jīng)濟(jì)、醫(yī)藥、能源環(huán)境、化工、食品、農(nóng)業(yè)等等，從而成為產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的抓手。

以醫(yī)藥健康領(lǐng)域?yàn)槔?，?jù)王斌介紹，中老年人骨關(guān)節(jié)疼時會選擇的氨糖軟骨素，其中一種主要成分是乙酰氨基葡萄糖。乙酰氨基葡萄糖最早主要靠從蝦蟹殼中提取，提取過程使用濃鹽酸，不僅污染大，而且成本較高。通過合成生物技術(shù)，可以給特定的微生物“喂”葡萄糖，每投入2噸葡萄糖就能產(chǎn)出1噸乙酰氨基葡萄糖，大幅降低了氨糖軟骨素的生產(chǎn)成本。

目前，北京市在合成生物領(lǐng)域已突破一批前沿技術(shù)。諸如，依托市自然基金、市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等載體，持續(xù)布局基礎(chǔ)研究和技術(shù)攻關(guān)，清華大學(xué)團(tuán)隊(duì)開發(fā)了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的特色底盤細(xì)胞，可用于生產(chǎn)多種高值手性醫(yī)藥中間體、重要化學(xué)品等；中科院遺傳所團(tuán)隊(duì)開發(fā)的新型基因編輯工具，可高效編輯大豆、水稻等，提高大豆和水稻產(chǎn)量；北京化工大學(xué)團(tuán)隊(duì)利用微生物細(xì)胞工廠將可再生能源和大氣中的CO2高效轉(zhuǎn)化為燃料和化學(xué)物質(zhì)。

集聚80余家創(chuàng)新企業(yè)

走進(jìn)微元合成生物技術(shù)（北京）有限公司（以下簡稱“微元合成”）辦公區(qū)，可以看到一整面寫滿了生化反應(yīng)的墻。微元合成首席創(chuàng)新官劉偉豐介紹，這是一張“代謝網(wǎng)絡(luò)圖”。

“全部的細(xì)胞網(wǎng)絡(luò)，其實(shí)是整個生命的核心，可以想象在細(xì)胞里面有數(shù)千個化學(xué)反應(yīng)，可能從A點(diǎn)到B點(diǎn)，再到C點(diǎn)、D點(diǎn)，有無數(shù)個分支，這樣就會形成一個網(wǎng)絡(luò)，如何能讓網(wǎng)絡(luò)特別順暢，不被相互作用的競爭代謝給拉偏方向，是科研人員所要研究的重點(diǎn)”，劉偉豐如是說。

微元合成是北京市合成生物領(lǐng)域的重點(diǎn)企業(yè)。資料顯示，微元合成成立于2021年12月，注冊地位于昌平區(qū)生命科學(xué)園，核心團(tuán)隊(duì)來源于中國科學(xué)院微生物所，是國內(nèi)最早從事合成生物學(xué)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化的團(tuán)隊(duì)之一。

微元合成掌握的合成生物底層技術(shù)主要包括兩個方面，分別為基因編輯和微生物菌株改造技術(shù)、實(shí)驗(yàn)室技術(shù)放大和規(guī)?；慨a(chǎn)?，F(xiàn)有多個產(chǎn)品管線在同時進(jìn)行商業(yè)化落地。公司成立兩年多，先后完成經(jīng)緯領(lǐng)投的天使輪、國管順禧領(lǐng)投的Pre-A輪和京國投領(lǐng)投的A輪融資，累計(jì)融資規(guī)模超5億元。

值得一提的是，微元合成開發(fā)了全球首創(chuàng)基于葡萄糖為原料的生物發(fā)酵法量產(chǎn)阿洛酮糖批量生產(chǎn)技術(shù)，純度達(dá)到99.9%，生產(chǎn)成本顯著下降。阿洛酮糖口感與蔗糖相近，幾乎沒有熱量，可廣泛應(yīng)用于飲料、烘焙、糖果等食品的各個領(lǐng)域。

不止微元合成，北京已推動一批重點(diǎn)品種轉(zhuǎn)化和創(chuàng)新企業(yè)落地。資料顯示，北京已集聚80余家合成生物制造領(lǐng)域創(chuàng)新企業(yè)，部分化工、食品、醫(yī)藥等領(lǐng)域的在京重點(diǎn)央國企也在積極布局新賽道。

其中，齊禾生科改造的高油酸大豆，油酸含量從20%提高到80%。微構(gòu)工場首次實(shí)現(xiàn)嗜鹽菌工程改造，大幅減少了其他細(xì)胞工廠所需要的發(fā)酵成本，實(shí)現(xiàn)聚羥基脂肪酸酯（PHA）產(chǎn)業(yè)化。衍微科技基于自主知識產(chǎn)權(quán)的紅球菌底盤菌技術(shù)，多種原料的生物合成表達(dá)量達(dá)到全球領(lǐng)先。首鋼朗澤利用工業(yè)尾氣生產(chǎn)微生物蛋白，2023年產(chǎn)量達(dá)到乙醇9萬噸、蛋白1萬噸。

1到2個百億級產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)

《北京市加快合成生物制造產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展行動計(jì)劃（2024—2026年）》提出，到2026年，北京合成生物制造的創(chuàng)新資源集聚力、產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新策源力、示范應(yīng)用引領(lǐng)力、區(qū)域輻射帶動力將全面提升，北京創(chuàng)新策源、津冀承接支撐、輻射帶動全國的發(fā)展格局基本形成，預(yù)計(jì)培育百家以上優(yōu)秀初創(chuàng)硬科技企業(yè)，初步形成1到2個百億級產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)。

目前，北京已布局一批技術(shù)服務(wù)平臺。諸如，依托中科院微生物所已有菌種保藏庫，加快建設(shè)高質(zhì)量合成生物制造元件庫及生物信息庫，優(yōu)化算力配置和對外服務(wù)能力，已完成萬種模式微生物基因組測序，調(diào)控元件和催化元件庫容達(dá)到10萬個。

北京合成生物制造技術(shù)創(chuàng)新中心（籌）同樣是在這樣的背景下應(yīng)運(yùn)而生。該中心與產(chǎn)業(yè)龍頭企業(yè)合作，通過搭建中試工藝放大技術(shù)平臺，實(shí)現(xiàn)從催化劑設(shè)計(jì)、過程強(qiáng)化，到產(chǎn)品開發(fā)及應(yīng)用技術(shù)全流程協(xié)同攻關(guān)機(jī)制，有效鏈接實(shí)驗(yàn)室研發(fā)和大規(guī)模制造。

此外，在合成生物領(lǐng)域，國際影響力也不斷提升。北京干細(xì)胞研究院牽頭，與日、韓、德、英、美、法等多國共同制定了全球第一個干細(xì)胞數(shù)據(jù)管理國際標(biāo)準(zhǔn)，今年10月29日正式發(fā)布。

下一步，北京將在前沿技術(shù)研究、技術(shù)平臺建設(shè)、企業(yè)培育等方面持續(xù)發(fā)力，推動合成生物制造產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新和發(fā)展，加快形成新質(zhì)生產(chǎn)力。（丁寧）