瞻觀前沿

近日，中國農業(yè)科學院深圳農業(yè)基因組研究所(嶺南現(xiàn)代農業(yè)科學與技術廣東省實驗室深圳分中心)成功發(fā)現(xiàn)了紫杉醇生物合成途徑的關鍵缺失酶，為紫杉醇產業(yè)化生產奠定了基礎。

中國農業(yè)科學院深圳農業(yè)基因組研究所研究員閆建斌介紹說，這項研究利用了基因組學、代謝組學、生物化學等技術手段，對植物紅豆杉中的多個紫杉醇生物合成關鍵候選基因進行了篩選。最終，他們成功發(fā)現(xiàn)了紫杉烷氧雜環(huán)丁烷合酶和紫杉烷碳9位氧化酶，這兩個酶是紫杉醇合成過程中的關鍵環(huán)節(jié)。研究人員將新鑒定得到的酶與已知合成酶進行組合，并通過多次嘗試，最終成功生成了紫杉醇生產的重要原料巴卡亭III，實現(xiàn)了紫杉醇的生物合成。

閆建斌表示：這項研究不僅對指導紅豆杉遺傳育種和種質資源的高效利用具有重要意義，也很有希望推動我國的紫杉醇產業(yè)化發(fā)展。

據了解，這項研究是由中國農業(yè)科學院深圳農業(yè)基因組研究所與國內外多家單位合作完成的，相關研究成果已發(fā)表在權威學術期刊《科學》上。

紫杉醇是一種重要的抗癌藥物，而其來源于紅豆杉，一種植物資源。通過這項研究，科學家們成功打通了紫杉醇的生物合成途徑，為紫杉醇的產業(yè)化生產奠定了基礎。這將有望為我國的醫(yī)藥產業(yè)發(fā)展和抗癌藥物的供應提供更多可能性，對于人類健康具有重要意義。

（圖片來源：攝圖網）

技術價值觀察

合成生物學的核心內容是生物元件、基因線路、基因組工程及代謝工程。生物技術的進步推動著合成生物學快速發(fā)展，顛覆性使能技術是支撐合成生物學發(fā)展的關鍵，基因測序、基因編輯、基因合成、細胞設計、高通量篩選等技術的發(fā)展對合成生物學的發(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都是其核心使能技術。除此之外，合成生物上游還包括葡萄糖、甘油和甲烷及其衍生物等原材料。

合成生物學中游包括平臺搭建和產品制造，平臺型企業(yè)主要負責原料選擇和底盤細胞選擇及優(yōu)化，產品制造企業(yè)則在各種平臺基礎上生產具體的產品。值得一提的是，目前大多數合成生物學企業(yè)均完成了產業(yè)鏈的延伸，兼具平臺搭建和產品制造能力。

合成生物學下游應用廣泛，目前比較成熟的應用領域包括醫(yī)療健康、工業(yè)化學品、農業(yè)、食品和能源，隨著合成生物學技術的不斷進步，未來其下游應用領域有望進一步擴展。

我國科學家通過多次嘗試，最終成功生成了紫杉醇生產的重要原料巴卡亭III，實現(xiàn)了紫杉醇的生物合成。處于合成生物學產業(yè)鏈的上游環(huán)節(jié)。

宏觀市場觀察

美國、亞太地區(qū)、歐洲地區(qū)發(fā)展狀況良好

全球合成生物學行業(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的領先者，美國合成生物學知名企業(yè)包括Ginkgo Bioworks、Zymergen、Amyris等。

華大智造研發(fā)投入遙遙領先

2018-2022年期間，我國合成生物學代表性上市企業(yè)總體持續(xù)保持一定的研發(fā)投入，但除華大智造外，其余四家代表性上市企業(yè)的研發(fā)投入力度與其企業(yè)經營效益存在一定關聯(lián)，即經營效益好的企業(yè)，研發(fā)投入規(guī)模更大，經營效益一般的企業(yè)，其研發(fā)投入力度則相對較小;值得注意的是，華大智造的研發(fā)投入相對其營業(yè)利潤而言較大，2022年達到了8.14億元，表明部分技術主導程度更高的合成生物學企業(yè)在發(fā)展的初期階段會投入大規(guī)模的資金進行研發(fā)。

注：華大智造及川寧生物由于為2022年上市企業(yè)，因此未披露2018年的研發(fā)支出規(guī)模數據，下同。

產業(yè)鏈上游附加值較高

從合成生物學產業(yè)價值鏈的傳導的情況來看，合成生物學行業(yè)上游涉及基因工程，底盤細胞等原材料生產，由于科研含量較高，競爭者較少，研發(fā)周期較長，毛利率普遍更高，初步統(tǒng)計底盤細胞生產及基因重組上市企業(yè)的毛利率高達75%以及80%;中游涉及合成生物學技術平臺以及生物儀器的供應，相對而言毛利率有所下降，分別約為40%及50%;下游應用市場由于行業(yè)的區(qū)別附加值有所區(qū)別，其中生物醫(yī)藥的毛利率更高，達到60%，而化工及食品行業(yè)的附加值則偏低。

注：價值鏈分析中的數值表示該領域毛利率的大致情況。

中國合成生物學技術賽道熱力圖

根據產業(yè)熱力圖顯示，目前合成生物學關鍵技術強相關的城市集群主要集中在華東、東北和西南地區(qū)，尤其是福建省 成為重點發(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研發(fā)，成為潛在的合成生物學技術發(fā)展中心。根據熱力圖的分布華東地區(qū)有極大的可能性成為合成生物學技術的先導區(qū)域。重點關注福建省福州市臺江區(qū)、吉林省長春市南關區(qū)、安徽省合肥市蜀山區(qū)等地的相關企業(yè)，以及這些地方對合成生物學產業(yè)發(fā)展的投資環(huán)境和潛力市場。

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標簽： 合成 生物學 紫杉醇 隨筆