瞻觀前沿

英國科學(xué)家團(tuán)隊(duì)最近取得了一項(xiàng)重大突破，他們成功合成了第一個酵母基因組的合成染色體。標(biāo)志著合成生物學(xué)的重大進(jìn)步，對醫(yī)學(xué)、生物能源和生物技術(shù)具有廣泛的影響。

這個來自英國的科學(xué)家團(tuán)隊(duì)由諾丁漢大學(xué)和倫敦帝國理工學(xué)院的頂尖專家組成，他們成功構(gòu)建了一條合成染色體，這是旨在創(chuàng)建世界上第一個合成酵母基因組的重大國際倡議的一個重要里程碑。

這項(xiàng)名為Sc2.0的合作是一個為期 15 年的項(xiàng)目，涉及來自世界各地的團(tuán)隊(duì)共同努力制造所有酵母的合成版本。這是合成生物學(xué)有史以來最大的項(xiàng)目之一。

Sc2.0 合成基因組不是自然基因組的直接復(fù)制，而是具有新功能，賦予細(xì)胞自然界中未發(fā)現(xiàn)的新能力。其中一項(xiàng)功能使研究人員能夠迫使細(xì)胞重組其基因內(nèi)容，從而創(chuàng)造出數(shù)百萬個具有不同特征的不同版本的細(xì)胞。然后可以挑選出具有改進(jìn)特性的個體，用于醫(yī)學(xué)、生物能源和生物技術(shù)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。這個過程實(shí)際上是一種超級進(jìn)化的形式。

這個項(xiàng)目的一個重要成果是成功合成了酵母基因組的一條染色體，即合成 XI 號染色體。構(gòu)建染色體的項(xiàng)目耗時 10 年，構(gòu)建的 DNA 序列由大約 660,000 個堿基對組成，這些堿基對是構(gòu)成 DNA 代碼的字母。

合成染色體已經(jīng)取代了酵母細(xì)胞的天然染色體之一，并且經(jīng)過艱苦的調(diào)試過程，現(xiàn)在允許細(xì)胞以與天然細(xì)胞相同的適應(yīng)水平生長。合成基因組不僅可以幫助科學(xué)家了解基因組的功能，而且還將有許多應(yīng)用。

（圖片來源：攝圖網(wǎng)）

技術(shù)價值觀察

生物技術(shù)的進(jìn)步推動著合成生物學(xué)快速發(fā)展，顛覆性使能技術(shù)是支撐合成生物學(xué)發(fā)展的關(guān)鍵，基因測序、基因編輯、基因合成、細(xì)胞設(shè)計、高通量篩選等技術(shù)的發(fā)展對合成生物學(xué)的發(fā)展有著重要的支撐和推動作用，基因測序、DNA合成以及基因組編輯技術(shù)都是其核心使能技術(shù)，處于合成生物學(xué)上游。

合成生物學(xué)中游包括平臺搭建和產(chǎn)品制造，平臺型企業(yè)主要負(fù)責(zé)原料選擇和底盤細(xì)胞選擇及優(yōu)化，產(chǎn)品制造企業(yè)則在各種平臺基礎(chǔ)上生產(chǎn)具體的產(chǎn)品。

合成生物學(xué)下游應(yīng)用廣泛，目前比較成熟的應(yīng)用領(lǐng)域包括醫(yī)療健康、工業(yè)化學(xué)品、農(nóng)業(yè)、食品和能源，隨著合成生物學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，未來其下游應(yīng)用領(lǐng)域有望進(jìn)一步擴(kuò)展。

這項(xiàng)發(fā)表在 《Cell Genomics》上的工作代表了英國團(tuán)隊(duì)完成了酵母基因組 16 條染色體之一，該技術(shù)處于合成生物學(xué)產(chǎn)業(yè)鏈上游環(huán)節(jié)。

宏觀市場觀察

美國、亞太地區(qū)、歐洲地區(qū)發(fā)展?fàn)顩r良好

全球合成生物學(xué)行業(yè)在美國、亞太地區(qū)、歐洲地區(qū)均發(fā)展較為良好，尤其是北美的美國目前是全球合成生物學(xué)的領(lǐng)先者，美國合成生物學(xué)知名企業(yè)包括Ginkgo Bioworks、Zymergen、Amyris等。

凱賽生物登頂合成生物學(xué)價值金榜

2023年10月13日，上海灣區(qū)合成生物學(xué)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新論壇暨合成生物學(xué)產(chǎn)業(yè)價值金榜頒獎典禮舉行。金榜評選基于企業(yè)量化成長性標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合問卷征集和系統(tǒng)性研究等評審流程，對合成生物學(xué)入圍企業(yè)在產(chǎn)品、商業(yè)化、團(tuán)隊(duì)、競爭及投融資等方面的表現(xiàn)進(jìn)行量化處理和綜合評估。在此次評選中，凱賽生物榮獲首位排名。

華大智造研發(fā)投入遙遙領(lǐng)先

在2018年至2022年期間，我國合成生物學(xué)代表性上市企業(yè)整體上保持著一定的研發(fā)投入水平。除了華大智造之外，其他四家代表性上市企業(yè)的研發(fā)投入與企業(yè)經(jīng)營效益存在一定的關(guān)聯(lián)。也就是說，經(jīng)營效益較好的企業(yè)通常會有更大的研發(fā)投入規(guī)模，而經(jīng)營效益一般的企業(yè)則相對較少。需要注意的是，華大智造相對于其營業(yè)利潤而言，研發(fā)投入較大，截至2022年達(dá)到了8.14億元。這表明，在發(fā)展的初期階段，一些技術(shù)主導(dǎo)程度更高的合成生物學(xué)企業(yè)會投入大規(guī)模資金進(jìn)行研發(fā)。

中國合成生物學(xué)技術(shù)賽道熱力圖

根據(jù)產(chǎn)業(yè)熱力圖顯示，目前合成生物學(xué)關(guān)鍵技術(shù)強(qiáng)相關(guān)的城市集群主要集中在華中、華北和粵港澳大灣區(qū)，尤其是河北省 成為重點(diǎn)發(fā)展區(qū)域。這些城市群已投入大量政策、資金、環(huán)境和人才資源用于合成生物學(xué)研發(fā)，成為潛在的合成生物學(xué)技術(shù)發(fā)展中心。根據(jù)熱力圖的分布，華北地區(qū)有極大的可能性成為合成生物學(xué)技術(shù)的先導(dǎo)區(qū)域。重點(diǎn)關(guān)注河北省保定市安新縣、安徽省合肥市蜀山區(qū)、廣東省深圳市龍華區(qū)等地的相關(guān)企業(yè)，以及這些地方對合成生物學(xué)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的投資環(huán)境和潛力市場。

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標(biāo)簽： 合成 生物學(xué) 基因組 隨筆