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              快播:2023年合成生物學十大猜想: 功能性糖醇解鎖人類生命健康的“新密碼”

              據《合成生物學產業投資報告》顯示,從2018-2022年,中國合成生物學一級市場共完成了1039個投融資事件,在合成生物賽道持續爆發過程中,合成生物學將給我們帶來什么樣的驚喜?本報道特邀請學術機構界、產業界及相關社會機構等十位行業資深人士,從行業趨勢的發展、關鍵技術的突破、未來產品等角度展開想象,發表其獨到的見解。從底層技術鉆研到產業應用,從我們的醫療到食品,中國合成生物生態生機勃勃。

              【關鍵詞:替代生產】


              【資料圖】

              猜想1 光合細菌生產化學品

              南京工業大學信豐學教授:目前用于工業生物技術的底盤細胞多是以有機碳源為原料如淀粉等,會導致與人爭糧、與糧爭地。未來的合成生物學方向之一,可以通過精簡基因組技術,設計合成不同化學品的人工細胞,并耦合光驅動的CO2固定路徑,實現以CO2為原料,合成人類所需要的各種功能化學品、營養品、藥物等。未來,在更為開放的體系和更簡單的培養環境中,利用化合細菌將取代傳統的生物發酵技術,實現碳元素的循環利用。

              【關鍵詞:雙碳目標】

              猜想2 微藻的綠色生產威力持續綻放

              天津科技大學駱健美教授:光合作用是地球上幾乎一切生命活動的能量和物質來源,而微藻通過光合作用貢獻了超過50%的地球氧氣和初級生產力。由于具有將太陽能和CO2直接轉化為各種生物基產品的能力,微藻又被視為極具潛力的新型微生物光合平臺。未來隨著微藻遺傳操作體系的建立和發展,利用合成生物學的工具和策略,可拓寬微藻對太陽光的捕集效率和光能的傳遞效率,強化微藻的光驅固碳能力、廢水處理能力和高附加值產品合成能力。這些基于底盤細胞的理性設計和系統改造,將提高微藻的光合作用和及其驅動的物質能量代謝效率,實現“固碳減排”和“綠色合成”的雙重目標,將大力助推 “雙碳”國家戰略目標的實現。

              【關鍵詞:底層技術】

              猜想3 基因線路的人工設計與智能調控更趨便捷

              江南大學劉龍教授:基因線路是細胞工廠的代謝調控中樞,能夠賦予細胞學習與糾錯的能力,使其在不同生長環境下自發地調整胞內代謝流,維持內穩態和產量的最大化?;蚓€路的核心組件為具有生物傳感和執行功能的調控元件。然而,并不是所有的信號分子都有能夠響應其的天然調控元件,這限制了基因線路的多樣性。結合機器學習和計算設計,開發高效、簡便、普適的人工調控元件和基因回路構建方法,構建相應的合成生物學工具庫,是基因線路的未來發展趨勢之一。

              【關鍵詞:平臺化發展】

              猜想4:企業版合成生物鑄造平臺改變制造生產力

              華恒生物研究院副院長陳璐未來10年內將看到合成生物優秀企業實現從操作單元構建、集成篩選到產品迭代進化的最優化制造流程。將完全實現設計功能化、自我支持的生物制造工業化系統。除此之外,平臺將開發建立通訊和網絡集成能力,開發用于產業、學術界、乃至民用數據交流的自動化平臺系統,利用該模式微生物相關的綜合平臺實現數據交換,開發出品類齊全的非模式生物數據庫,整合用于生產的預測途徑和組學數據,以此建立能夠在多種模式系統中通用的平臺,在完善機器學習能力和算法的過程中,實現超過95%的DBTL和合成生物制造自動化循環。

              【關鍵詞:醫療健康】

              猜想5:無細胞合成生物系統商業化 應用于創新醫療

              百達聯康創始人及核心技術首席專家鄧揚:無細胞或體外合成生物技術作為合成生物學重要平臺之一,其合成步驟清晰可控,具備容易放大生產且能顯著地降本提效的特點;在生產過程中,對比傳統化學合成方式,可以大大降低副產物毒性、減少環境污染,同時配合生物醫用材料的應用,具有更低致敏與可降解的特性。尤其值得關注的是,無細胞合成生物系統相比細胞生產,能實現更好的分離純化,且更好預防可能性的毒素殘留。隨著合成技術的發展,無細胞合成系統的成本優勢將不斷體現,其快速、靈活且高產量的表達能力與簡單的下游分離技術相結合,未來在高分子材料、醫藥材料上的作用,特別是在蛋白質特異性藥物的設計與制造帶來無限可能;而這些技術的轉化落地,對于打破國際藥廠的技術壁壘,開發創新醫藥與醫療上將大有裨益,能夠讓我們把科研成果扎實寫在服務民生健康上。

              【關鍵詞:未來食品】

              猜想6 功能性糖醇解鎖人類生命健康的“新密碼”

              江蘇大學齊向輝教授:初見端倪的功能性糖醇是否會成為生命健康的“新密碼”?功能性糖醇既能滿足味蕾對甜度的需求,又符合當下人類“低熱量”飲食原則;此外,功能性糖醇還具有抑制口腔微生物生長、在體內代謝不影響血糖值、改善糖脂代謝紊亂等獨特的治療優勢。功能糖醇不只是甜味,還有健康?;蛟S在不久的將來,隨著合成生物學助力新一代功能性糖醇的生產,功能性糖醇將很快“占據市場”,成為人類生命健康的“新密碼”,并走向百姓餐桌,開創糖醇的新紀元。

              【關鍵詞:純凈美妝】

              猜想7:日常生活將涌入更多合成生物技術美妝產品

              山東大學國家糖工程技術研究中心主任、國際歐亞科學院院士凌沛學:生物活性物質作為功能性添加劑在美妝行業有著廣泛的應用,包括多糖類、蛋白和多肽類等等,比如透明質酸及其修飾物。含有生物活性物質的美妝產品,功效更好、更具安全性,研究開發應用于美妝產品的生物活性物質成為美妝產業可持續發展的一個重要環節。生物活性物質的傳統制備方法還是大多從動植物等組織中提取,收率較低、成本較高,并且存在較大的環境污染問題。合成生物技術可以利用底盤細胞重構生物活性物質的合成途徑,再通過發酵和純化精制工藝的改進,大幅提升制備收率、降低生產成本,促進更多生物活性物質在美妝產品中的廣泛應用。相信在不久的將來,我們會在日常生活中用到更多更好的、含有生物活性物質的美妝產品。

              【關鍵詞:產業轉化】

              猜想8 量產技術仍是合成生物轉化應用的破局關鍵

              態創生物創始人兼CEO 張志乾:一級市場中合成生物的熱度一度暴增,產學研合作從過去“謹慎”到進入政策鼓勵,我們可以預測,制造大國將激蕩出更多的火花。然而,合成生物仍處于“可合成”和“可量產”的雙重限制中。去年我們看到,很多傳統企業開始往合成生物去拓展,同時更多的合成生物企業也選擇傳統的方式去落地。但在面對成本控制和市場銜接的風險過程中,相比實現更多物質的“可合成”,實現高效率量產,更是破局關鍵。從前端菌株構建到后端的發酵生產,不斷提升可量產的技術平臺,對行業未來發展十分有意義,值得聚焦投入。

              【關鍵詞:高質量經濟】

              猜想9 構建自下而上的生物經濟

              九合創投創始人王嘯:生物制造是一種全新的生產方式,將可以體系化的制造新物質和材料,應用到各行各業,替代現有的石油化工產品。我們的目標是構建一個自下而上的生物經濟,不僅僅是改造人類正在使用的產品,還要創造目前世界上還沒有的全新產品,充分利用大自然先天的多樣性,同時更加綠色和高效。

              但與任何重大的技術創新一樣,新型生物工業的根基首先必須要克服技術生產障礙,并展現出相比現有石油基生產過程和產品所具備的明顯優勢,包括有競爭力的價格。目前合成生物學缺失的兩塊拼圖是AI預測基因元件的功能,以及DNA合成成本的大幅降低。這兩者的聯合將極大提升研發效率,成就合成生物時代的摩爾定律。

              展望未來,2030年的世界將是生物多樣與自然共生的,容納更多物種在這個世界上生生不息,人類更深入地掌握了生命的規則和操控生命的能力,最終學會用更少的能量負荷創造更多的物質資源,并更好的平衡人性和科技的關系,在更遠的未來,人類也許可以進入類似阿凡達電影中的世界。

              【關鍵詞:規范發展】

              猜想10 顛覆性生產方式對既有政策法規必將形成挑戰

              浙江大學國際聯合商學院數字經濟與金融創新研究中心聯席主任、研究員盤和林:合成生物學作為在全球化競爭格局里的關鍵技術,其重要程度不言而喻。在實現“雙碳”目標上,合成生物技術在助力產業迭代升級、幫助人類去創造美好生活上的作用是毋庸置疑的。但其涉及到了人工合成的生物體,牽涉的倫理問題、環境與健康問題,隨著行業的蓬勃發展,矛盾必然更加劇烈。推動轉化應用與規劃化協調發展,既不讓政策掣肘技術研發與應用,也不讓行業的迅速發展去突破安全線,真正實現可持續的高質量發展。

              本文來源:財經報道網

              關鍵詞: 人類生命

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