合成生物学全球发展历程及驱动因素解析

　　合成生物学全球发展历程及驱动因素解析

　　合成生物学发展基于“基因”相关生物技术的发展融合而成

　　围绕基因层面“施工”：很多人狭义地认为合成生物学就是“全合成生命”，即利用化学合成的方法从头合成一个具有生命活力的细胞或病毒。而实际上，合成生物学中更多地是在使用已有的或改造过的基因模块通过工程学手段拼装、搭建一个自然界中本没有的生命体系。所以合成生物学的核心集中在基因层面。

　　基因相关的技术进步是推动合成生物学的基础。20世纪50年代，随着DNA双螺旋结构的发现、遗传密码的破译、限制性内切酶的发现、PCR技术的发明等一系列重大分子生物学成就, 催生了基因工程技术。德国学者Hobom称“基因手术正在开启合成生物学的大门”。合成生物学对于DNA等遗传物质的合成、组装和编辑等操作有着巨大的需求，因此基因组编辑技术在合成生物学中有着广泛的应用，并加速了合成生物学的发展。DNA合成技术则是人类探索生命奥秘过程中的必要工具，大规模基因组DNA设计和合成赋予我们改造细胞功能甚至创造人工生命的能力。

　　

　　合成生物学技术已发展到第四个阶段，技术与应用全面提升

　　合成生物学的技术发展经历了四个阶段。

　　第一阶段（2005年以前）：以基因线路在代谢工程领域的应用为代表，这一时期的典型成果是青蒿素前体在大肠杆菌中的合成。

　　第二阶段（2005-2011年）：基础研究快速发展，年度的专利申请量较之前并未有显著增加，合成生物学研究开发总体上处于工程化理念日渐深入、使能技术平台得到重视、工程方法和工具不断积淀的阶段，体现出“工程生物学”的早期发展特点。

　　第三阶段 （2011-2015年）：基因组编辑的效率大幅提升，合成生物学技术开发和应用不断拓展，其应用领域从生物基化学品、生物能源扩展至疾病诊断、 药物和疫苗开发、作物育种、环境监测等诸多领域。

　　第四阶段（2015年以后）：合成生物学的“设计—构建—测试” 循环扩展至“设计—构建—测试—学习” ，“半导体合成生物学” 、“工程生物学” 等理念或学科的提出，生物技术与信息技术融合发展的特点愈加明显。

　　

　　合成生物学进入产业发展快车道

　　21世纪以来，基因线路的工程化开发，开启了合成生物学的“会聚”发展历程。随后，在各国政府的科技战略和强力支持下，基础研究率先快速发展，研究论文产出不断增加；经过10年左右的发展，合成生物学技术的应用开发蓄势而发，专利申请量进入快速增长期；又经过5年左右的发展，投资者对于合成生物学领域的高度关注和开发热情，多元资金的投入，使合成生物学企业的融资额不断攀高，进一步促进了相关技术的应用和产品的开发。

　　

　　技术驱动-基因“读-改-写”技术的发展直接促进了合成生物学的产业应用

　　基因测序、基因编辑和基因合成是合成生物学的三大基础使能技术，这三大技术的发展迭代以及成本的降低大大促进了合成生物学在产业界的应用。

　　人类基因组测序完成以后，基因测序的成本下降速度超过摩尔定律，急剧下降；第三代基因编辑技术——CRISPR/Cas9的诞生相较于前两代技术， 操作过程较为简单，因此得以迅速普及；基因合成的技术也在不断提升，随着DNA合成成本的下降、组装和移植技术的不断改进，人们开始逐步具备对全基因组进行从头设计与合成的能力。

　　

　　政策驱动-全球20多个国家均出台了推动合成生物技术成果落地的政策

　　2014年6月，世界经合组织（OECD）：发表题为题为“Emerging Policy Issues in Synthetic Biology”的报告。该篇报告从合成生物学前景说起，并认为该领域前景广阔，建议各国政府把握好机遇，大约20个国家纷纷出台相关政策。

　　

　　中国政策支持-将合成生物学写入“十四五”规划，各省纷纷跟进，出台支持政策

　　2022年5月，国家发改委印发《“十四五”生物经济发展规划》，规划中多次提及“合成生物学”，覆盖医疗健康、食品消费等领域。规划指出，推动合成生物学技术创新，突破生物制造菌种计算设计、高通量筛选、高效表达、精准调控等关键技术，有序推动在新药开发、疾病治疗、农业生产、物质合成、环境保护、能源供应和新材料开发等领域应用。与此同时，各省在十四五规划中也纷纷涉及支持合成生物学的发展政策。

　　

　　资本驱动-资本推动合成生物学投融资热潮，明星公司上市推波助澜产业高潮

　　在政策的推动、创新的驱动下，合成生物学的投融资近年来呈现高速增长的态势。截至2019年，全球合成生物学领域的公司超过730家。SynBioBeta的数据显示，2010—2020年，全球合成生物学投融资1130起，总金额超过210亿美元。2020年，合成生物学企业获得了高达78亿美元的融资，是前一年的2.5倍。2021年，合成生物学领域的融资额达到了180亿美元，几乎追平了之前12年的融资总额。

　　根据Reportlinker统计，2021年合成生物学全球市场规模首次超过了100亿美元，预计2026年可达336亿美元，年复合增长率在27%以上。

　　

　　中国合成生物学领域投融资活跃，初创公司纷纷成立

　　中国合成生物学企业融资阶段偏向于早期，在2021年时投融资数量达到16起，但投融资金额与往年持平。由此可以看出，合成生物学领域初创公司较多。

　　

　　以下是报告节选正文内容：

　　举报/反馈