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很“卷”的合成生物学站在行业拐点
原文地址：http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2023/7/504997.shtm
7月初，微元合成生物技术（北京）有限公司宣布完成亿元pre-A轮融资，主要用于扩建研发实验室和多个产品管线试生产。
此前，北京微构工场生物技术有限公司（以下简称微构工场）宣布完成3.59亿元A+轮融资，用于推进万吨级聚羟基脂肪酸酯（PHA）生物塑料生产线建设；合成生物独角兽公司蓝晶微生物再获逾4亿元B4轮融资，该公司盐城工厂已经处于试车阶段，今年将会是其商业化元年。
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工作人员正在将菌种加入到透明发酵罐中，微生物将在这里吸收养料生长并合成产品。微构工场供图
根据美国合成生物学媒体 SynBioBeta数据，2021年全球合成生物学领域获得融资总额约180亿美元，相当于过去12年的总和。
不过，业内人士认为，从2020年开始的合成生物学投资热度今年开始将进入冷静期。
100多家企业，但是很“卷”
国内资本是从2019年开始关注合成生物学赛道的。
在那之前，清华大学的一些合成生物学团队已经开始着手将多年原创的成果进行转化应用。他们利用合成生物学的“下一代工业生物技术”对盐单胞菌进行了长达10余年的精雕细琢，并用于制造PHA生物塑料。
一些科研成果较为优异的团队成为国内资本第一轮关注的重要目标。例如，红杉中国彼时开始与后来创立微构工场的科研团队接触，希望相关科研成果能够实现转移转化。
承接这一技术转化的微构工场副总裁欧阳鹏飞在接受《中国科学报》采访时说：“利用前沿的下一代工业生物技术平台，我们构建了一个超级细胞工厂。”超级细胞工厂就像一辆由数万个零部件组成的精密的汽车以一定速度在公路上奔驰一样，能以比较高的效率控制并制造出一定的产物，用于工业、农业和医药业等。
微构工场的核心技术是利用生长在特殊环境中的极端微生物作为底盘细胞，建立开放、无灭菌的连续规模发酵生产体系，从而将传统生物制造的能耗降低50%以上，并大幅提高生产效率。
2020年微构工场成立后，很快就得到了红杉中国等资本的青睐。合成生物学让材料领域实现碳中和，而微构工场正是领航实践者。多方认可下，其A+轮融资在今年初完成。
3年来，巨量资本流入合成生物学领域。100多家企业的合成生物学项目获得了一级市场上百亿元资金，但真正的商业化成果还没有真正进入市场。
“这100多家企业中80%以上是新型的科技初创企业，而一个产品可能至少有几十家企业在做，目前就‘卷’到这样一个地步。”欧阳鹏飞说。
而中国科学院微生物研究所研究员陶勇曾在接受36氪访谈时提到，国内市场确实很“卷”，有一些技术壁垒不高的产品出现扎堆现象。这是因为独家且领先的技术需要一定的开发周期，尤其是对于研发经验缺乏的初创团队来说，需要更长时间。因此，许多合成生物初创企业在一些“现成”的产品和技术上做优化，以此来快速证明自己的能力。
行业已经来到一个转折点
作为合成生物学的底盘细胞，人类对微生物的工程化应用并不晚。陶勇指出，最早对微生物采取的改造手段是随机诱变，行业内主要通过野生菌种的突变和筛选得到生产菌株。而代谢工程是用“工程”的思维对菌株进行设计和改造，与合成生物学“设计-构建-测试-学习”的工程化流程是一致的。
不过，“合成生物学是一个更高层次的理念，即用全局视角设计元件、构建模块，像搭积木一样去构建代谢通路。传统的代谢工程不是搭积木，而是拿着不规则的石头铺出一条高低不平的路来。”陶勇说。
“如今，生物技术从认识世界的系统生物学走到了改造世界的合成生物学。”峰瑞资本合伙人马睿在接受《中国科学报》采访时指出，除了利用单个或多个酶进行酶催化的反应外，一般合成生物的典型范式是，将十几或几十个蛋白组成一个通路，并放入生物体内构建好细胞工厂，实现人们想要的功能。
除了要优化好核酸和蛋白元件，还要构建好代谢通路，调整好物质代谢、能量代谢和细胞生理代谢。“在真正做产品时，还要考虑原料、能源、原子经济性、工艺、生产、分离纯化、改性、客户需求、销售和竞争等。”马睿说。
今年初，峰瑞资本发布报告认为，过去10年，合成生物行业稳步发展，以多基因同时调控技术、蛋白骨架技术、基因动态调控技术、高通量筛选技术为代表的技术有大突破，同时产出了一些产品，包括多种维生素、法尼烯、乳酸、二元酸、L-丙氨酸、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、PHA和各种天然产物等。
“这些产品证明了生物合成相较于化学合成成本效率更高、更低碳绿色和安全高效。行业已经来到了一个转折点。”马睿说。
而在欧阳鹏飞看来，目前国内合成生物学企业分为两类，一类是传统的生物发酵企业。它们已经形成规模产业化，正在从制造驱动转型成研发驱动。
另一类是从原创性科技成果孵化出来的初创期企业，它们彼此间有差距。“在3年内，很多企业可能被甩出一个身位，有的企业可能被淘汰，成长快速的头部企业可能获得越来越多的资源、跑得越来越快。5年后这个领域可能只剩下20到30家公司。这其实就是一个市场淘汰机制。”欧阳鹏飞说。
并跑欧美：路很长也很艰难
“目前，我国和欧美国家在合成生物学领域趋于同步。”欧阳鹏飞认为，欧美国家合成生物学企业起步于本世纪初，在2010年前后开始出现上市公司，而中国企业正在迎头赶上。
陶勇也认为，现在中国合成生物学技术和美国相比差距并不显著，处于并跑的状态。
例如，国外常用的是美国国家生物技术信息中心生物数据库的公共数据；国内科研机构同样收集了很多生物数据资源，建立了各种微生物菌种资源库和数据库，但现在还没有形成良好的机制，让企业能够触及这些资源。
但在后端工艺放大、发酵量产层面，中国有绝对优势。全球超过65%的氨基酸、80%的抗生素是在中国发酵生产的。
不过，欧阳鹏飞强调，国内的两类合成生物学企业都面临不同的困境。传统企业不是由研发驱动的科技型企业，而是偏向于以制造为特色，需要扩大管线，提升技术壁垒。
而新型初创企业面临如何解决从实验室到工厂的工程化放大问题，以及如何获取稳定客户和市场的商业拓展问题。
“这样的领域对创业者的要求非常高。创始人不仅要是好的合成生物学家，有行业经验，还要有非常强的学习能力和模式转换能力。换句话说，创始人既得是教授，又得是厂长，还得是大销售、金融家。”马睿说。
