当生物学遇到工程学，会发生什么？
“人类将会发明新的控制单元，并将这些模组植入既存的基因体中。”波兰遗传学家瓦乔·斯吉巴尔斯基（Wacław Szybalski）在上世纪70年代提出的“合成生物学”愿景，不仅已迈入现实，还在步入公众视野。
合成生物学的核心思想是通过工程学的方法改造生命（细胞等）或从源头开始构建一套生命系统，以帮助人类实现治疗疾病、生产产品、治理环境等目标。
作为一门前沿交叉学科，合成生物学在医药、健康、制造、农业等领域具有广阔应用前景。
合成生物学是继DNA双螺旋结构发现和基金组测序后的“第三次生物科学革命”，具备前沿性、颠覆现有工业生产流程、有应用市场及能创造新的经济增长点等鲜明特征。加之2021年以来海内外合成生物学企业上市和资本市场表现，VC机构也迅速展开在该领域的布局。
据天风证券研报，2021年合成生物学VC投资热度显著上升，一季度和二季度投资额提升快速；三季度全球合成生物相关企业融资额创单季度历史新高，投资金额高达61亿美元，比前期提高33%。
“资本大规模出手是从去年年中开始的，这之前多处在热切关注的预热阶段。”态创生物创始人兼CEO张志乾告诉21世纪经济报道记者，2021年多家生物合成企业登陆资本市场是重要推动因素，与此同时，合成生物学的技术突破和规模生产让投资机构看好产业商业化步伐加速。
合成生物学，从实验室走向生产线
合成生物学的起源可以追溯到上世纪六七十年代。
从全球合作研究的角度，早在2010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就达成共识，共同推动全球合成生物学发展。他们发起的系列研讨会得名“三国六院”会议。
我国较早的合成生物学战略研究可以追溯到2010年的国家重点基础研究发展计划（即“973计划”），该计划到2015年连续支持了10个项目。其它科研项目和支持还包括2018年国家重点研发计划“合成生物学”专项发布，国家自然科学基金对合成生物学领域相关项目的长期支持等。
以科研为开端，合成生物学在过去10余年中从高校和科研院所走向产业。其作为底层工具应用于诸多领域，不但为人类造物提供了新的方式选择，还正在快速成为碳中和背景下绿色制造的重要思路。
在创业者和投资人看来，合成生物制造过程兼具绿色环保与降本增效优势，其技术应用有望加快我国双碳指标达成。
“大家普遍拥有共识。第一，合成生物的生产方式相比传统化工生产更加绿色环保；第二，合成生物生产也涉及用电、耗能，但生产同样物质的单位能耗较化工生产有明显优势。”在张志乾看来，合成生物学是一项划时代的技术，而非对既有技术的改善型替代。
截至当前，华安证券、天风证券、招商证券、西部证券等均推出研报覆盖合成生物学。
天风团队在研报中指出，生物技术的应用可以降低工业过程能耗15%-80%、原料消耗35%-75%、减少空气污染50%-90%、水污染33%-80%。据世界自然基金会（WWF）预估，到2030年工业生物技术每年将可降低10亿至25亿吨二氧化碳排放。
值得注意的是，随着近年来合成生物学研究的不断突破和先进工业生物技术的快速发展，生物制造正在重新定义绿色产品和生产方式。
“在实现碳中和目标的指引下，无论是传统化工巨头，还是许多新兴力量都纷纷瞄准这片潜力巨大的新蓝海。”影响力投资基金绿动资本董事长兼CEO白波此前表示，生物制造是能源、化工、医药等领域实现绿色发展的重要手段。
本报此前曾报道绿动资本对苏州引航生物科技有限公司的投资。今年2月初，引航生物披露完成C轮、C+轮超4亿元人民币融资，其中C轮由高瓴创投和夏尔巴投资联合领投，C+轮融资由礼来亚洲基金独家投资。
合成生物学创新图景
根据CB Insights的分析数据，全球合成生物学市场规模在2019年已达53亿美元，预计到2024年将超过189亿美元，2019-2024年复合增长率达28.8%。
行业内的头部已上市企业表现不同但整体向好。
从全球市场看，2021年8月，合成生物企业Zymergen在纳斯达克上市，首日市值几近36亿美元。2021年9月，合成生物企业Ginkgo Bioworks登陆纽交所，为史上最大SPAC并购交易之一。
在中国市场上，2020年8月，凯赛生物作为科创板合成生物第一股登陆资本市场，上市首日市值超过650亿元。2021年4月，华恒生物登陆科创板，上市首日收盘时的市值超过38亿元，如今的市值已接近120亿元。
21世纪经济报道记者在采访中了解到，国内合成生物学领域创业团队有着不同的从业背景。其中较多的是科学家和研究人员创业，也有对技术具敏感度的传统行业人士创业。当然也不乏多元化背景人士组成的创业团队，包括创始团队有VC背景人士的加入。
翻看2020年12月工程生物产业数据分析平台EB Insights发布的《全球最值得关注的50家合成生物学企业》可以发现，其中的中国企业共有九家：杭州恩和生物（Bota Biosciences）、北京博雅基因、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。
2021年以来，中国合成生物学领域的新企业仍在出现。与此同时，作为分子生物学、基因组学、信息技术和工程学的交叉学科，合成生物学已成为一级市场的投资热门。
在中国的一级市场上，合成生物赛道的投融资从2021年下半年开始明显加速。
“作为信息科学、生命科学和材料科学的交叉学科，合成生物学和生物基材料一直是君联资本在碳中和科技投资领域高度关注的方向。”君联资本总裁、董事总经理李家庆告诉21世纪经济报道记者，团队长期沿着产业发展和技术演进，关注在交叉学科领域投资，并以产业链布局的心态进行布局。
九合创投近年来重点发力生物科技投资，并体系化地布局了合成生物学、新药研发、食品等领域的项目。九合创投创始人王啸透露，团队正在重点关注生物与计算技术的两个交叉领域，包括“AI+核酸药物设计”和“AI+高通量代谢工程”。
打造合成生物产业高地
近年来，从中央到地方的多地多部门发布有鼓励合成生物技术发展的文件。从区域产业发展来看，上海、深圳、天津三个城市在合成生物学领域发展迅猛。
先看上海。2008年，中科院合成生物学重点实验室在上海成立，是国内第一家合成生物学重点实验室。2015年，上海地区的高校、研究机构和企业组建了合成生物学创新战略联盟，以发展协同攻关的战略网络。
2021年9月，上海首家合成生物产业特色园区“南大合成生物产业园”正式揭牌，将实现创新企业“苗圃—孵化器—中试加速—产业化生产”的功能布局。
再看深圳。2017年12月，中科院深圳先进院合成所正式成立。2019年1月，合成所以“院所共建”的形式牵头建设的深圳合成生物学创新研究院正式成立。
2021年10月，深圳光明区推出全国首个合成生物专项扶持政策，对落户光明区的合成生物企业、科研机构进行相应扶持。
以及天津。天津大学牵头的合成生物学前沿科学中心，和中国科学院天津工业生物技术研究所牵头的国家合成技术创新中心是天津的两大生物学重要基地。
2019年11月，科技部发布关于支持建设国家合成生物技术创新中心的函，提出“聚焦于合成生物关键核心技术和重大应用方向，重点突破工业酶和核心菌种自主构建与工程化应用的技术瓶颈制约，引领构建未来生物制造新的技术路径”。
“天津、深圳、上海三个城市的推动力非常强，尤其天津，有30多位院士在做这件事。”张志乾告诉记者，包括山东、河南、贵州在内的城市均出台了合成生物相关政策，更多的城市在搭建合成生物产业链。
“政策支持力度是我们关注的一个方面，除此之外还有当地的产业基础。比如医疗资源集中的地区，就有合成生物和医疗结合的发展点。”张志乾进一步分析说，态创生物计划将新的生产基地建在广州，正是因为生物医药产业的发展。考虑到原材料问题，很多合成生物企业将生产基地选址在了山东和广东。
此外，21世纪经济报道记者了解到，凯赛生物的总部和研发中心位于上海浦东张江高科技园区，三个生产基地分别位于山东金乡、新疆乌苏和山西太原（建设中）。引航生物在江苏苏州建有研发总部，在美国建有研发销售中心，在湖南常德建有生产基地。
今年1月的一场学术交流论坛期间，上海交通大学微生物代谢国家重点实验室主任邓子新院士表示，合成生物学在多个领域展现出了巨大潜力和驱动力。他认为合成生物学即将进入一个爆发期。
合成生物学的快速发展让VC投资人们看到巨大的商业前景，医疗、科技、消费背景的投资人在该领域布局不断。
“近年在底层生物技术突破和生物数据积累的助推之下，‘计算+生物’迎来了新浪潮。未来十年，计算与新药研发、合成生物学等领域的交叉将成为最大的机会之一。”王啸在多个场合说，合成生物学与机器学习和自动化的结合有可能彻底改变生物工程。
（作者：赵娜 编辑：林坤）
关键词： 合成生物学
