“造物致用2022年中国合成生物学行业赛道研究Research on China's synthetic biology industrytrackin20222022年の中国の合成生物学产业卜久忆開市石研究跃为资本头豹研究院 核心观点摘要合成生物的基本原理合成生物成为热点的原因早需求侧分新头策趋势、产业需求）供路侧分析（技术进展，商业落地）P合成生物行业发展阶段及资本逻辑- 2 合成生物对生物体实现底层“编程”合成生物学.新生物系统的生会过程的某或式解桥已有生物系统设计与定选的重新优化和设计用途为寻向，工程化为理念对具体生会过程及体系的全视角、多维度研究爱差分子生物学，生物信息学、计算机科学、特理、化学、工程科学、敬生物学等多学科头豹材科元件体品核酸基基国线路染色体多创胞生物依氧基酸强自质细跑器复杂度Soumz：会点物学，政为资本- 3.跃为声本头豹 从合成生物的现实路线“对现有天然生物加以改造”到最终理想形态“合成生命”生物元件燕园线路质拉载体启动子重组蛋白基园RB5基固开关终止子泥辑信务门半合成生物体...基固相信息某础信身基础设计设蓬DNA(不只日的蛋白合成能力)信息基码O某固编辑ea重组南ASyrtxtec1TrradlatlaSymtaehsyrhsasCNA头声组黑白生产菌）五国组合成人工合成人工台成基固组基因组代谢工程基国组DNA组装合成没计Sou：科学》我为贵本-4.跃为声本感头豹 生命铸造厂：理性设计合成生命系统能力，实现“设计-构建-测试-学习”闭环的自动化运行在对生物体进行设计、总法及至从头会成命过程中，需要对大量基因元件线路、系统进行合GingkoBioworks公司白动化设施和操作通量成与调试，通过对如胞透行“重始程”实总特定功您.出于对合成生令体缺乏晚性设计的能力，需要进行长期、反复的人工实验试错(uril-arndl-ttror)，才能逐渐靠近预定目标芙国爱丁堡大学的EGF设施软硬件系统1为加速合成生物学研究，需要在试铝过程中引入标准化实验于较，从而高退量、低成本，多循环地完成“设计-构建-测试”的工程化闭环研发，山此发展的自动化合成生物技术图绕“如何！实现设计合点可预测的生命体”这一关键科学同题，旨在发展理性设计合成生争系乾能力利诺大学iBioFAB平台基于自动合成生物技术的生争舒造厂将智能制造、智能工厂的理念引入合成生物学，针对传统生命科学人工实验紫殖、耗时、易错、难以规模化等问题，通过提升合成生物实验对象、方法、技术的标准化和模决化水平，实现“设计构建测试学习”闲环的白动化运行SMmT：家而监物车统证计的全自动其法通动产台》，采为资本-5 -跃为两本头豹 合成生物学具体实现路径：从创造新生命体系的生物体“编程”到生物基产品产业化落地结合微生物的生化反应明络对覆生物的代谢路径进行重和工程化可以将具改进为使过程优化，从反向工程到正向工程以低价值、可再生的资源为原补提高生产效率，范宽产品类型生产各类产品的期胞工厂提供了工程化、模块化、标准化的工具对生物元件进过行定性/定量开重新组款学如&用DNA/蛋白质-生物元件能源生物装置-生物系统压疗/药农业生物底文物对遗传元件或者生物系统的理解程度和设计能力逐步提升化工环境豆生态胞工程/基国组工程/代谢工程/线路工程/元件工程传统行业产品创新面临流致新的智能技术和工作方式加快了合成生资源消耗问随突出物孕的设计-构建-测试-学习过程急需生物制造Sour: NCBI.CHigh Throughput Stccning'leeitiology in Industrial Biotectinology>, 为贵本-6-跃为声本 WhyNow：合成生物成为热点的原因需求侧产业趋势供给侧AI和款件的发展本质上在“提升产业效革”碳中和促发“整个产业的升“降低·DNA测序和合成的成本已经级再造”，循环利用成为全产业成本”核心要若眼于原大大降低，使得行业可以获材料球主题得大量的基因信息和更加强合成生物是可见的最好的解大的基因工程能力决方案- 7 跃为南！杰感头豹 碳中和推动下，政策支持合成生物相关产业发展英国·特合成生物学视为引领未来经北京济发展的4个新兴技术产业之一重点支持丁细跑与再生医学、脑科学与类脑、站，2017年，政府投资1000万英链构生物学、合成生物学、蛋白质组学等基础研究美国支持合成生物学衍生公司和初，在“十四五”发展中强调控制温室气体排放，树2008-2014年公共经费对合成生创公司的发展建立立2030年前达峰，2060年前疏中和的目标物学的入总计的82亿美元将“生物制选技术”列为2020欧望制造技术视战的11个主爱战略最早推动合成生物学路线国的制上海头豹方向之一定，体现了账置从2008-2016年在合成生物学领域的设计和规划基因编辑、拼装、重组技术以及人工组织器官构承诺2050年实现碳中和，日前，链年表妆入合点生物学的经费占巴有6个州理对立法证定了到建等合成生物学技术列为重点发展先导产业2045年或2050年实现100%清活其研发总报入的1/4~1/3深圳能源的日标，通过“气能行动和可再生能源境子计划”法竟，形或了既的从布局合点生物研究设范、开总合成生物研究、建设合成生物相低碳经济改策柜案关中试验证平台和采转化基地以及发股合成生物相关新兴产业中国规划信息科因家卫生计生委于2020年8月发布《关于扩大战略性新兴产业投资培育壮大新增长点增长极的指乎意见》，支持遗传细胞与遗传育种技术研发中心，合成生物技术创新中心、生物药技术创新中心建设，促进生物技术健康发展雅合成生物学发展，推动基因缩辑，新装，重组等合成生物相关技术发展，构建合成生物创新技术平台，推动合成生物技术应用Soumz：中国效府网，政为资本-8跃为商杰感头豹 产业趋势向“降低产业成本”转变推动可持续发展的新型工业迎合低碳经济发展趋势，两三年之内，石沟产品成温室气体排放及全球变暖青石资源将会截消乾路冬EA人类大量使用石化燃料极违加剧了全求变最的过程Giehs Tergerure ind Carten Dlold，届时需妥寻投可以替代传统，尽快可发和建立一种全断的可石化工业的可持续发展的新型化工工业，否则将会没有持续发展时练色的化工体系迫原科来合成名种各祥社会所头豹在眉建，合成生物学就是解决需受的化工产品该间题的理想途径。相较于传头豹统化工生产工艺，已二被、了二酸、1,4丁二段等通过合成生物技术生产将碳排放量降低了1968209075-100%可合成更多结构复杂的物质降低成本，提高产出率相较于传统化工而言，合成生物技术能够合成更多结构特合或力总界上好的化学家在某些产物的生产过程中，合成复杂、功靠村异的小分子物生物学在提升产出率，缩经反应时间、降低成本等方面展现出了质正若优势，以化工合成的抗癌神药格力卫是一个非常平面的分子，以母乳低聚标为例，在1999年Al等人利用化学合成法合点了头豹Oligosiocarides没有手性中心，容易合成头豹礼能-N-四意和气能-N-新四漫，，而紫杉醇有非常复杂的三维需经历34步反应，最终的产出构象，在化学合成中很难解率仅为0.6%；2016年，基可酶决类的合成法达到了95%的产出率Sourx：联方资本-9跃为声本感头约 市场空间潜力巨大，各应用领域都将反映出合成生物带来的红利领域与案例年度浩在直接经济影响（2030-40)合成生物技术不断发展所带来的红利正逐步投射于市场层面万亿美元（占总影响雨分比）预计2024年总体市场体量将达到百亿美元人美健康承性能0.5-1.3(35%)子补后代的健来基因夏功成少家药物开发和交付全球合成生物学市场现模（百万美元）改善RNA的病病预防、的改善诊断和治疗20000农业，术产养殖和食品0.8-1.21800022323(36%)1600014000CAGR2575.2动技物的速择性基因工程化技物的CRTSPR实验室培养内植物基送自质和优化农主投入1200028.8%清觉品和展务头豹100003747.2头豹80000.5-1.360003961.1DTC基国测试甚于薇生物的美惠国工程化的完志于如孕教据的(19%)4000物个性化健床、营5022.7养和健身服务2000材料、化学品和熊茶02017201820192024E0.2.0.3医疗健康科所■工业化学品食品和材朴农业清受品(8%)为织物和燃科开茂造现有工业牌开发新型材料：利用能生物餐联皮新的生物发路发肆工艺生特聚合物原料Soumz：CBInxights，走育龄《压的华事：创新政安经济、社会和我们的点活》，民为资本- 10 -跃为海本 技术变革：合成生物领域技术不断突破，带来产业变革新契机19-20世纪2000200320042007200820132014+的建时期扩乐和发展期的耐和应用传化基于物理和化学方法备领城特在的换城扩大断技术和工程于段涌现以技术为主的前沿理念赋能早期实戏与探索研究子段和理论工程技术进步缓度全面提升展现出口aiLENCARTISJT人是基用雄润道，别办成本品营下头豹18861909-192919411953191990 2000LUHXCINXSUICSOG00920102012 2013+2015 201621172018I20 0C 610C3一个品月加两物g -hAtutu人工+是品小道Cipr/Cas提求t花Sourx：联方资本- 11 -跃为商杰 技术变革：基因测序成本和基因编辑成本的下降成为合成生物学快速发展的基石T--,.8-日前，DNA测序成本的下降速度已经快于序尔定律$$2420世纪60年代时，对于1g纯净样本，需要5个人工作3年才能确定其76个核苷酸-一代测序技术对人类基因组进行测序：约30亿美元、3年时间二代测序技术：1000关元、10天左右就可以完成三代测序技术：比--代Sanger别序提升了6个数量级，几小时，100成本将下降到100200关元200103051015头豹1c6%,DNA编辑专利出现核心突破，机大程度降低编辑成本4基于基固编韩开发的专利技术在过去5年呈井喷式增长，2010~2014年增长率高达41%。其中CRISPR技术发展最为连，且技术己经从单纯学术研究向商业化应用转化并迅连推广T-R每进行一次ZFN基因编辑，仅采购锌指就花费5000关元第三代CRTSPR/Cas9技术，只需订购一段向导RNA，大概花费30美元19808590209310152020Soum：为资衣- 12 -跃为燕本感头豹 产业层布局从令成生物学基础技术工具向各应用额域延伸”新药开发植物天然代谢产物基固治疗应用层开发产品或服务精潮化工品生物材料食品/饮料新药发现工业海生物农药技术生物基化学品微生物药工程设计自动处理系统DNA元件设计软件生物体设计与自动化平会高遵业、自动化实验实设各款件/硬件层提供数据标准及相应的软件与硬作头豹云端生物针设厂(Bio-Foundry)微流控大数据与机器学习进一步产业化合成与测试于段DNA/RNA合成DNA测序DNA元件所模式生物库工具层开发伙能技术提供必要的工具和基础原料工具海基固培辑服务(CRISPR-Cas9)Sourx：联方资本-13跃为商杰头豹 产业链分析生物合成阶段化学合成阶段基因工程茵种培育发酵过程分离纯化规模化生产改性合成开发应用研发服务，为的分技水生物刺造下游应用沙茂技术DNA提承和地化技术简种培养技术发部工程举取分技术化学合成技术纺拉技术就胶电源技术简种筛造技术海工程技术高分子聚合技术材料复合技术.PCR荒水简种分离技术腰分高技术室科及性技术配方及解决方案CRISPR-Cas9技术精简技术分可杂交技术DNA序列测序装术O合成生物学公司的分类产业链布局盈利式实现从基固翁辑到产品落地，既有合成生物学技术储备，又中短期内有望通过替代化学法更快实现盈利全产业链公司有市场化产品落地头豹研发型公司以服务为主，提供基因编耕和细胞工厂，业务以提供会成生将在合成生物学行业生态建立起来后，通过更高物学技术支持为主，产品以代工厂生产为主效专业地为大量代工企业服务获利Sourx：联方资本- 14 -跃为商杰头