江会锋马延和：工业合成生物学

2025年05月06日06:50:15 科学 5407

作者简介

江会锋，中国科学院天津工业生物技术研究所二级研究员，博士生导师，主要致力于新酶改造设计研究，是人工合成淀粉“技术造物”团队的核心领衔科学家之一，创建了灯盏花素合成等一系列天然产物的细胞工厂，搭建了国内首台kb级基因拼接仪与合成仪；在science、nature communications、molecular plant、research、acs catalysis、plos biology、green chemistry、acs synthetic biology 等国际期刊上发表sci论文90余篇，已申请专利40余项。入选中国科学院人才计划、天津市杰出青年科学基金、国家自然科学基金优秀青年科学基金、科技创新领军人才等；获天津市自然科学奖特等奖、云南省科学技术进步奖特等奖等。

马延和，天津市第十八届人大常委会副主任，中国科学院天津工业生物技术研究所创始所长。长期从事工业微生物研究，取得了“二氧化碳制淀粉”等一系列原创性研究成果，并推进了多个工业生物制造产品的技术创新与产业化实施，为我国工业微生物发展与新一代工业生物技术进步作出了开创性贡献。曾为国家973计划项目首席科学家、国家863计划生物医药领域专家组成员。参加《国家中长期科学和技术发展规划纲要》制定，主持国家战略性新兴产业、国家科技专项等有关规划编写与实施方案编制，为国家战略性新兴产业发展专家咨询委员会委员、国家新材料产业发展专家咨询委员会委员、《国家生物技术中长期发展纲要》指导专家组成员等。已发表sci收录论文300余篇，出版专著4部，以第一完成人获国内外授权发明专利83件。以第一完成人获国家技术发明奖二等奖1项，省部级科技进步奖一等奖3项、自然科学奖特等奖1项。

21世纪以来，在生物学、工程学、计算机科学、化学和物理学等学科的融汇中，合成生物学应运而生。作为一个快速发展的跨学科领域，合成生物学促使了生命科学从观测性、描述性、经验性的科学，跃升为可定量、可预测、工程性的科学，推动了从认识生命到设计生命再到创造生命的跨越。随着基因测序、基因编辑和基因合成技术的发展，合成生物学近年来发展迅速，已经深刻影响着化工、食品、能源、医疗健康和农业等领域的发展。

在工业生物技术领域，利用合成生物学理念及技术构建功能强大、性能优越的基因线路、生物元件、细胞工厂及复杂的人工生物系统，不仅能够促进传统的氨基酸、有机酸、维生素、化工醇、健康糖等生物制造产业转型升级，而且可以实现自然生物不能合成或合成效率很低的化工产品的生物制造路线，进而大大拓展了生物制造的边界，触发新的产业变革，引领新的产业模式和经济形态，重塑物质财富增长方式。

工业合成生物学

江会锋, 马延和主编

北京 : 科学出版社 ; 济南 : 山东科学技术出版社, 2025. 3

(合成生物学丛书)

isbn 978-7-03-081060-1

在本书完稿出版之际，合成生物学领域在国际和国内都取得了重大进展，尤其是在工业化和产业化方向。这些国内外的大事件，展示了合成生物学领域蓬勃发展的态势。各国、各地区纷纷布局，政策支持不断加强，技术突破持续涌现，应用领域日益拓宽。

▋在政策推动与产业集群建设上，各国和地区积极布局。

2023年初，拜登政府发布了一份题为《美国生物技术和生物制造的明确目标》的报告，设定了推进美国生物技术和生物制造发展的新目标和优先事项，多数目标围绕应对气候危机，也涉及人类健康领域，对全球工业合成生物学的发展起到引领和示范作用，为其他国家的政策制定和产业发展提供参考。

与此同时，国内各地区同样积极行动。

2023年5月，合成生物学创新发展大会在杭州钱塘新区举办，会上发布试点政策、宣布打造产业园区、集中签约了4家研发平台及10个产业项目。按照市区联动、钱塘先行的原则，试点实施新政，从提升研发创新层级等4个方面发力，旨在打造合成生物学的创新产业高地，吸引企业和人才聚集，为全国产业发展提供新模式和经验。
同年9月，上海市政府发布《加快合成生物创新策源打造高端生物制造产业集群行动方案（2023—2025）》，明确发展目标和重点任务，推动长三角地区合成生物学产业发展，促进区域内产业资源整合与协同创新。
2024年，常州市发布“合成生物10条”，设立20亿元产业基金，为当地合成生物学产业发展提供了有力的政策支持与资金保障，进一步推动产业集群的形成。

▋在产业化进程中，多个里程碑事件不断涌现，彰显了合成生物学的巨大潜力和广阔前景。

2024年，蓝晶微生物完成b4轮融资，这一成果不仅体现了资本市场对蓝晶微生物发展潜力的高度认可，更为其后续的研发投入、技术升级，以及市场拓展提供了坚实的资金保障，有力推动了合成生物学在可降解材料、医疗健康等多个领域的产业化应用进程。
江南大学团队通过合成生物技术，成功将透明质酸生产成本从每公斤数万元降至几百元。这一突破性成果意义非凡，使得透明质酸在化妆品、医疗等领域的大规模应用成为可能，极大地推动了透明质酸在相关行业的普及，为消费者带来了更多高性价比的产品选择，同时也为合成生物学在生物材料领域的产业化发展树立了成功典范。
2025年1月，华恒生物5万吨生物基1,3-丙二醇（pdo）项目正式投产，有力推动了聚酯纤维ptt的产业化进程，进一步拓展了合成生物学在材料领域的应用，为相关产业发展提供了新的原料选择和技术支撑。
莱茵生物的酶转甜菊糖苷rebm2通过美国fda 认证，标志着其产品质量和安全性得到国际权威认可。其合成生物车间年产值预计超10亿元，这不仅为莱茵生物自身带来了显著的经济效益，也打破了国际甜味剂市场的垄断格局，为中国生物制造产品的全球化铺平了道路，同时也为整个合成生物学在食品添加剂领域的产业化发展注入了强大动力，展示了合成生物学技术在提升传统产业附加值方面的巨大潜力。

▋国际前沿技术也发展迅速。

如ansa biotechnologies 致力于解决dna合成速度和准确性问题，其技术若能取得突破，将为合成生物学研究提供更高效、高质量的基础工具，推动整个领域的发展。
2023年，lanzatech上市，作为一家专注于碳循环利用的合成生物学公司，其上市体现了合成生物学在可持续发展领域的潜力获得了资本市场的高度认可，为相关企业树立标杆，也为行业发展吸引了更多关注和资本。
此外，3dbt在人造肉技术领域的探索，反映了合成生物学在食品领域的创新尝试，若成功实现产业化，将改变传统肉类生产模式，满足人们对可持续、健康食品的需求。

然而与此同时，曾被视为合成生物学明星企业的amyris破产，也为行业发展敲响了警钟，引发对合成生物学企业商业模式、市场策略和资本运作的深入思考。企业不仅需要有先进技术，还需构建合理的商业模式，以有效应对市场风险和资本压力。

相信在未来，合成生物学将在工业领域发挥更大的作用，为解决人类面临的资源、环境、健康等问题提供更多创新的解决方案，我们也期待更多的科研成果能够转化为实际生产力，推动社会的可持续发展。合成生物学领域的发展日新月异，希望本书能为读者提供有益的参考，也期待更多的同仁投身于这一充满活力的领域，共同推动其进步。