合成生物博导访谈20240513

会议要点1、合成生物学在食品产业的应用合成生物学技术已成功将透明质酸滥成本大幅降低，推动其在食品产业的广泛应用。未来食品的发展趋势包括生产方法和生活方式的改变，以及解决食物供给、质量和食品安 全等问题。合成生物学作为未来食品产业的重滥要技术基础，涉及物联网、人工智能等技术，目标是 实现更安全、更营养、更美味和更可持续的食品产品。2、合成生物学技术的发展与挑战合成生物学技术在食品产业中的应用包括植物基食品、替代蛋白、精准营养和智能制造等 方面。合成生物学技术的进步使得产品从高附加值向大宗产品转变，微生物发酵蛋白逐渐实现商 业化生产。国内外合成生物学的发展存在差异，国内在发酵工业和细胞工厂成果方面取得显著突破，而国外在原创性研究和产业化方面较为领先。3、合成生物学的政策与市场前景政策环境对合成生物学的产业化具有重要影响，国内政策逐渐放宽，为合成生物学产业提 供发展机遇。合成生物学在食品、饲料、化妆品等领域具有广泛的市场应用前景，但需关注法规政策的 变化。4、合成生物学企业的商业化策略商业化合成生物学产品需要考虑市场需求、附加值和市场容量等因素，以及持续的研发投 入和技术壁垒的建立。菌种和技术创新是合成生物学企业的核心竞争壁垒，而产品选品应避免短期市场需求波动 大的产品。5、合成生物学技术的国际竞争与合作国际竞争中，美国在合成生物学领域面临产业链不完整的挑战，而中国在产业链完整性和 技术先进性方面具有优势。合成生物学领域的国际合作受到政策和知识产权保护的影响，企业在合作中需重视研发和 技术投入。6、合成生物学技术的其他应用与挑战合成生物学在非粮原料产业化利用上仍面临商业化距离较远的挑战，而人工智能和基因编 辑技术在合成生物学中的应用需警惕过度宣传。在食品产业中，大肠杆菌等微生物在合成生物学生产中具有优势，而关于生物安全性的考 虑应基于科学而非误导。Q&AQ：美国在合成生物学领域的政策和市场机会如何？A：美国在合成生物学方面具有显滥著的存在感，尤其是在生物制造领域。2022 年 9 月，拜登政府签署了行政命令，旨在负责任地利用生物技术和生物制造生产特定产品，预计生物制造可能占全球制造业的三分之一以上，价值接近 30 万亿美元。该政策旨在扩大市场机 会、 推动研发以解决一系列挑战，并简化生物技术产品的法规以加快市场准 入。 A：中国在合成生物学领域的发展重点包括树立大食物观，发展生物科技，向植物、动 物、微生物要热量和蛋白。中国希望以替代蛋白未来食品为契机，撬动更多食品配料以及更广阔的生物制造前景产品，推动这些产品面向市场并走向商业化。 Q：关于未来食品中心将玻尿酸制造成本大幅降低的新闻报道是否准确，以及近年来该领 域的进展如何？ A：媒体报道的关于未来食品中心滥将玻尿酸制造成本从几万块钱每公斤降到几百块钱每 公斤的消息并不准确，这一成果实际上在多年前就已经实现。近年来，该领域取得了更多进展，包括从美法到半发酵法的革新，以及利用发酵法制造以往仅依赖植物提取的天然产物如白藜芦醇、柚皮素等。此外，还有在植物肉细胞培养物方面的先进技术应用，以及与企业的合作和产业化成果。 Q：合成生物学在食品、日化、材料、农业生物等领域的应用和产业化成果有哪些？A：合成生物学在多个领域都有应用和产业化成果。在食品领域，除了植物肉，还有利用 合成生物学技术生产的真菌蛋白等。在日化领域，合成生物学也被用于生产天然产物。材 料领域和农业生物领域，包括植保的小分子药物和农药等，都通过合成生物学技术得到赋能。过去三年内，来自企业的横向经费超过了 2.4 亿，显示出合成生物学在产业化方面的 显著成效。 Q：合成生物学在食品领域的产业化在中国面临的政策挑战是什么？ A：在中国，合成生物学在食品领域的产业化面临政策挑战，尤其是涉及基因改造的产 品。产品需要通过卫健委的严格审核，尤其是基因改造食品的审批流程非常严格。这可能会对真菌蛋白、植物肉等发酵食品的产业化造成一定的难度。然而，对于天然菌种和变异种的产品，审批过程可能会相对容易一些。 Q：合成生物学在监管政策方面的放开情况如何？ A：目前监管政策正在逐步放宽，多个部门包括农业部、卫健委、工信部等都主张大幅度 放开。高层领导对现有的管制表示不满，正在协调相关部门统一协调，简化审批流程和材料，缩短审批周期。例如，母乳寡糖的放开是一个积极的例子，表明审批流程正在改善。尽管存在一些旧势力的阻碍，但领导层已形成共识，对合成生物学的发展持开放态度。 Q：富强药业在微生物蛋白方面的进展如何？ A：富强药业已经获得了 1200 吨的订单，目前正积极准备扩产。市场上还有其他参与者如 安琪酵母等也在进行微生物蛋白的生产，但市场尚未成熟，规模不大。微生物蛋白在生产成本、分子量等方面与植物蛋白和动物蛋白存在差异，且法规政策上的限制也需要进一步放开，以增强其市场竞争力。 Q：合成生物学在不同应用领域的商业化前景如何？ A：合成生物学在多个领域都有应用，包括塑料、化妆品、食品、农业新材料、生物燃料 和采矿业。如果法规政策放开，食品、饲料和化妆品等领域可能是合成生物学企业建立竞争优势的较好方向。化工材料领域虽然成本较低，但特种材料如尼龙等可能有一定的优势。生物发酵法在规模化生产方面具有潜力，尤其是在乳酸等生物法生产方面，但需要具 备规模化的成本优势才能与化工法竞争。 Q：在合成生物商业化过程中，实验室摇瓶浓度达到什么水平才具备经济性？A：实验室摇瓶浓度与产品价格成反比，例如柠檬酸价格较低，而赤霉素等产量低的产品 市场价格较高。实验室发酵罐的水平如果达到一定产量，放大到大发酵罐时通常效果会更好，没有遇到放大过程中的问题。Q：商业化产品的成本控制在什么范围内才具有竞争力？A：商业化产品的成本应控制在市场价格的 1 万以内，例如，如果市场价格为四五万 1 公 斤，那么在摇瓶中达到几百毫克的浓度即可。Q：在选择合成生物产品时，应该遵循什么样的思路？A：选择产品时应考虑市场需求稳定、附加值适中以及市场容量大。避免选择那些只是昙 花一现的产品。优先考虑重要的天然产物或维生素类，如维生素 B12、维生素 K2、叶黄 素、虾青素等，这些产品功效明确，市场需求持续。Q：单一产品技术优势在当前知识产权背景下是否能够持久？A：技术优势是关键，最终能够持久的公司是那些技术最好的。即使面对菌种被盗用的情 况，持续研发和提高产量的公司能够保持竞争力。而那些依赖偷取菌种的公司，由于不重视研发和与科研院所的合作，最终会失去市场。Q：如何看待合成生物行业中的生命周期和暴利问题？A：一般产品都有生命周期，但像维生素 C、柠檬酸等老产品，即使经过几十年，效益仍然 很好。如果行业中没有菌种被盗用的情况，可能会形成暴利行业。然而，即使有人分享菌种，拥有核心技术的公司仍然能够胜出。Q：合成生物技术在产业应用中的关键壁垒是什么？A：合成生物技术在产业应用中的关键壁垒主要包括科研研发投入、菌种提升、发酵工艺 改进、分离提取工艺优化以及废弃物处理等。技术壁垒的建立需要大量的工作和时间积累，类似于芯片制造技术的发展，从 100 纳米到 3 纳米的逐步进步。Q：在合成生物技术领域，哪些公司在产业化应用方面做得较好？A：在合成生物技术领域，华安生物在色氨酸的生产上表现突出，而蛋氨酸的生产则以化 学法为主，目前合成生物学方法在该领域的应用还存在挑战。维生素 C 的生产主要采用生 物发酵法，而维生素 A 和 E 的合成生物学方法产业化还面临成本竞争问题。维生素 B 族 中，B3、B12、B5、B2 等多采用生物法生产，而含硫化合物如硫胺素等则更多采用化学合 成。产业化应用方面，华福学生花园生物等公司表现较好，但具体技术来源不详。Q：合成生物技术在产业化放大和分离纯化方面存在哪些挑战？A：产业化放大方面，合成生物技术并没有遇到显著的挑战，而分离纯化步骤也未出现普 遍问题。当前的分离技术已经相当成熟，包括色谱、超临界色谱等，且应用成本较低。对 于初创公司而言，可能存在对分离纯化技术的误解或夸大其难度的情况。 Q：合成生物技术的核心壁垒环节是什么？A：合成生物技术的核心壁垒环节在于新酶的发现、新基因的开发以及新的改造方法。这 些信息的掌握对于技术的成功应用至关重要。Q：在合成生物学领域，哪些上市公司在产业化应用方面表现突出？A：在合成生物学领域，华恒生物和凯撒生物等公司在产业化应用方面表现较好，而巨子 生物和景波生物虽然也是生物企业，但并不严格意义上属于合成生物学公司。整体而言，真正专注于合成生物学的上市公司数量有限。Q：目前中国合成生物学领域中，非上市企业的发展情况如何？与国外相比，中国合成生 物学的发展差距主要体现在哪些方面？A：目前在中国合成生物学领域，非上市企业中有一些做得不错的企业，但还没有上市。这些企业在合规性方面需要更加注意，因为上市需要符合各项法规，不能留下任何污点。与国外相比，中国的合成生物学在某些方面做得更好，例如在合成生物学产品如碳酸和白茶丙氨酸的生产上，中国企业的产品甚至被美国公司购买。中国的产业链更为齐全，从设备到原材料，技术上也更为先进。美国在合成生物学方面存在一定的劣势，如缺乏完整的产业链和成本优势，这导致美国企业在某些情况下会选择在中国或其他亚非拉国家进行生产。美国政府已经意识到这一问题，并试图通过生物制造法案来改善这一状况。Q：过去几年中，哪些技术推动了合成生物学的商业化和产业化？在研发过程中，是否有 使用 AI技术？A：过去几年中，人工智能、高通量筛选、基因编辑等技术显著推动了合成生物学的商业 化和产业化。这些技术的发展降低了产业化的成本，并加速了合成生物学的发 展。在研发过程中，确实有使用到AI 技术，包括神经网络的变种如扩散模型 等，这些技术通过处理大量信息，为合成生物学的研发提供了支持。Q：目前在非粮原料产业化利用方面，如秸秆糖等，哪些公司取得了较好的进展？A：目前在非粮原料产业化利用方面，虽然科研角度取得了一定的进步，但离商业化还有 一定距离。一些初创公司在低廉成本原料和废物回收等方面进行了探索，但这些项目大多数还处于早期阶段，尚未形成规模化的商业应用。例如，纤维素乙醇等领域虽然科研上有进展，但由于政策和市场的变化，如电动汽车的兴起导致燃料乙醇补贴减少，相关公司的商业化进程受到了影响。Q：在合成生物食品制作中，是否会考虑生物安全而筛选菌种，例如只使用酵母菌而非原 核生物如大肠杆菌？A：在合成生物食品制作中，确实会考虑生物安全，但并不意味着只使用酵母菌。实际 上，大肠杆菌在食品工业中被广泛用于表达母乳寡糖、唾液酸、半乳糖苷酶等，并且用于 生产主要的氨基酸如色氨酸、苯丙氨酸以及维生素 B5（泛酸）。尽管酵母菌在某些情况下由于其较大的生物量和复杂的细胞结构可能更为适用，但大肠杆菌因其生长速度快、生物 量相对较小而被优先选择。选择哪种菌种取决于具体的生产需求和目标产品。 Q：合成生物学产品为何不能尽快上市，是否存在一些误解或谎言影响产品的推广？A：合成生物学产品上市进程可能受到多种因素的影响，包括监管审批、公众接受度、以 及行业内部的利益冲突等。市场上存在一些关于大肠杆菌安全性的误解，这些误解可能源 于个人利益的驱动，导致合成生物学产品推广受阻。实际上，大肠杆菌在合成生物学中是 一个重要的工具，其安全性和效率在科学界已有共识。因此，需要通过教育和沟通来消除 这些误解，促进合成生物学产品的普及和应用。