合成生物学 开启上帝视角，“以生物造万

BLA小助手

作者：利穗科技（BLA联合发起单位）

谈及生物医药行业炙手可热的赛道，近几年来合成生物学无疑占据一席之地。合成生物学被誉为继DNA双螺旋结构发现和基因组测序后的“第三次生物科学革命”，被多个国家认为是颠覆性前沿技术。国家发展改革委印发《“十四五”生物经济发展规划》中，合成生物学也被多次提及。

什么是合成生物学？

合成生物学（synthetic biology）是以生物学、化学工程、电子工程、信息学、计算科学等相关学科发展为基础的一门新兴多学科交叉会聚的工程学科。与传统生物学通过解剖生命体以研究其内在构造的办法不同，合成生物学的研究方向完全是相反的，它是从最基本的要素开始一步步建立零部件，利用基因组测序、生物工程、化学合成和计算机模拟等技术，对生物体进行有目标的设计、 改造乃至重新合成，工程原理被应用于生物系统，以类似于工程师设计电子或机械系统的方式来最终设计生物系统，以“生物造万物”。

图1（图源：网络）

作为生命科学领域的新兴工程科学，20世纪中期才开始建立合成生物学的理论和技术基础，在接下来的近二十年发展中，基因测序、基因合成和基因编辑三座技术大山相继被人类翻越。基因组编辑效率和基因测序等为主的基因组“读-改-写”的技术迭代进步和价格下降，极大的推动了合成生物学研究的发展，业界随之迎来了许多生物技术革新及具有里程碑意义的成就。

图2:合成生物学研究代表性进展（图源:中国科学院院刊）

合成生物学的应用

合成生物学潜力巨大，目前已成熟地应用于医疗、农业、化学品、能源、消费品、食品等领域，用于解决医疗健康、食品安全、能源紧缺、环境污染等多方面问题。其中，医疗健康是合成生物学最为重要的应用领域之一。随着海内外多家合成生物学企业成功上市，合成生物学投资热度呈现前所未有的繁荣，资本加持下，中国的合成生物学企业纷纷布局医疗健康领域。从上游的提供基因合成技术再到下游的中间体和药品研发，都有诸多企业在耕耘。

图3:国内医疗领域合成生物学企业（图源：亿欧数据）

提及合成生物学在医药和健康上运用，最为人所熟知的，莫过于 mRNA 疫苗和 CAR-T 疗法。不过，单单此 2 项技术显然并不足以概括医药和健康这一庞杂议题，包括疾病机制认识、药物发现、体外检测、工程生物疗法在内等方向上，合成生物学也都展现出其广阔的应用潜力。

图4:合成生物学用于疫苗生产（图源：Cell ）

图5:CAR 分子的合成生物学设计

（图源：ACS Synthetic Biology）

图6:合成生物学用于诊断（图源：PNAS ）

图7:工程微生物疗法（图源：ACS Synthetic Biology ）

合成生物学下游分离纯化

目前，合成生物学正处于产业化的关键阶段，产业链投资速度加快，产品种类迅速增加。从开始的利用现有的天然生物模块构建新调控网络表现新功能，到采用从头合成方法人工合成基因组 DNA，乃至未来畅想的人工创建全新的生物系统。从研发到应用的过程中，基因测序和编辑、 菌种培育筛选、产品纯化分离，都是其核心技术。

图8: 合成生物学产品生产步骤示例 （来源：华安证券）

针对合成生物学研发及生产的菌体收集、洗菌、澄清、浓缩以及中间产品的精细纯化环节，利穗可提供整体解决方案，目前已有多台设备投入使用。

图9: 发酵液及澄清洗菌

图10: 利穗AUFS全自动超滤系统

图11: 利穗EAC-Bio层析柱

图12: 利穗APPS Process全自动层析系统

合成生物学，突破了生命发生与进化的自然法则，如同一把神奇的钥匙，打开了人类对生命密码从“读”到“写”的大门，人造细胞、改造万物的无限可能，令人类离扮演上帝角色似乎又进了一步。相信未来在全球科学家和从业者的努力下，这项技术可以更好的造福人类。

关于利穗科技

利穗科技成立于2009年，坐落于苏州工业园区，为国家高新技术企业。目前已建立了产业化制造基地和应用开发技术中心。利穗科技是生物制药分离纯化专业技术和产品提供商，致力于从分离纯化工艺的开发与放大、分离介质的选择与优化、分离纯化设备的定制和分离纯化工程的设计与实施等方面，为客户提供整体解决方案；在过滤分离、层析纯化、在线配液等生物制药工艺上可提供自动化、智能化、个性化的定制方案，我们的产品和服务覆盖药物发现、中试放大和规模生产整个生物制药全过程。目前，利穗在为单克隆抗体、重组蛋白、疫苗和血液制品等生物制药领域的1000多家制药企业和研发机构提供产品和服务。

利穗是生物制药分离纯化专业技术和产品提供商，在工艺开发与放大、介质选择与优化、设备定制和工程设计与实施方面，可提供整体解决方案；在过滤分离、层析纯化、在线配液等工艺上，可提供自动化智能化个性化方案。产品和服务覆盖药物发现、中试和生产全过程。

关于生物制药国产化推进联合会（BLA）

生物制药国产化推进联合会，英文全称Biopharma Localization Association，缩写BLA。由生物制药研发、生产企业及服务商（含生物制药上下游各细分领域）等共同发起组成，联合会为推动生物制药国产化而生。BLA目标：使BLA成为中国生物制药企业信赖的组织。BLA，for Biopharma，for China.
入会咨询：张老师，13062776509（微信注明：BLA）邮箱：blachina2021@163.com

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学习了，谢谢提供分享。

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