硬核北京｜北京领先合成生物制造业新赛道“细胞工厂”建设。

干净整洁的实验室，有条不紊的工作人员，不间断工作的仪器...与传统制造业不同，这里的核心“生产者”是各种容器中的微生物，它们的身体就像“细胞工厂”。它们可以通过身体的转化和新陈代谢，生产出来自大自然的各种廉价原料，如胡萝卜素等高附加值产品。那就是合成生物制造的真实场景。近日，“活力中国研究银行”主题访谈走进昌平区北京市合成生物制造产业集聚区(以下简称集聚区)，了解北京市在合成生物制造产业新轨道上取得的最新成果。

处理化工生产高能耗问题

合成生物被认为是继“DNA双螺旋结构”和“基因组技术”之后的第三次生物技术革命，是推动生物制造变革和生物经济发展的颠覆性技术。在北京微元合成生物技术公司(以下简称微元生成)，公司创始人李响展示了他们利用合成生物技术制造的叶黄素产品。

李响说，叶黄素是一种类胡萝卜素，能维持视觉健康。在过去，种植250亩万寿菊需要一年时间才能生产出1吨叶黄素，经过一系列复杂的干燥、提炼、净化等过程，生产成本更高。然而，在微元生成的实验室中，微生物可以不断代谢叶黄素，而不需要土地和植物。在配有橙色发酵液的玻璃瓶中，微生物可以不断代谢叶黄素，大大降低了成本，节省了大量的耕地资源。

该公司的另一个主要产品是阿洛酮糖。这种糖最早发现在麦叶中，自然存在于无花果等食物中，因此也被称为无花果糖。它的甜度是蔗糖的70%，不被人体代谢，基本没有热量，不会引起血糖波动。但是过去，如果你想生产这种糖，过程非常复杂，成本高，所以在市场上很难看到。

微元生成是世界上第一项以葡萄糖或粗蔗糖为原料直接生产阿洛酮糖的技术，有效解决了工业生产中原材料成本高、转化率低、分离困难等问题，大大降低了生产成本。“目前，我们已经进行了两次群体安全测试，提交了相关材料，并完成了宣传。估计大家很快就能喝到含有阿洛酮糖的饮料。”李响说。

实验室微元生成公司

该公司的创始人兼首席执行官刘波表示，除了叶黄素和阿洛酮糖外，该公司的许多产品管道都取得了突破，他们还首次实现了甘露醇合成生物制造技术的量产，为化工加氢生产甘露醇产业向绿色可持续转型提供了解决方案。

什么是合成生物的基本技术原理？李响解释说，我们应该首先从自然界中找到生成目标物质所需的基因片段，并通过基因编辑技术将其引入目标微生物(底盘细胞)。改造后，我们将形成一个全新的有机体，然后“喂”它的葡萄糖、油脂等原料。通过传统的发酵措施，我们可以代谢高附加值材料，如众所周知的胶原蛋白和透明质酸。合成生物制造最大的优点是解决化工生产中能耗高、污染高、农业种植效率低、成本高等问题。”他说。

开启新领域的技术落地应用。

目前，随着技术的迭代升级，生物医药、食品营养、美容经济、生物农业、生物环境、新材料、生物能源等领域的应用空间正在不断开放。未来，科学城管委会医药健康产业处副处长郭玉东表示，合成生物制造业的规划大约有40%围绕生物医药领域进行；医疗美容护肤也是一个重要的跑道。合成生物制造可以开发和生产麦角硫因、胶原蛋白、透明质酸等稀缺、更好、成本更低的护肤原料。

他说，合成生物学具有绿色环保、节能降耗两大优势。在生物能源领域，它对产品减碳起到了很好的作用。例如，秸秆、芦苇等废物可以通过微生物发酵技术合成生物树脂，可以制造鱼竿、羽毛球拍、手机背板等。用这种技术生产的聚乳酸也可以制作地膜、吸管、饭盒等。

聚集区客房展出的合成生物商品

生物农业也是合成生物制造的重要应用领域。特化活性酶、基因编辑的作物种子、改善土壤微生物的独特药物等新产品在集聚区接待室的生物农业展区排列整齐，展现了合成生物制造在繁殖、作物增产、害虫防治、饲料原料和作物改良等方面的良好前景。

在合成生物制造的生物农业领域，郭玉东表示，聚集区内的齐禾生物科技有限公司极具代表性。该公司开发了一系列具有全球自主知识产权的基因编辑核心技术系统，可实现复杂的多重基因操作，如基因精确敲除、碱基更换、基因表达精细控制、大片段DNA精确插入等。目前，公司已经准确改进了多种作物的农艺性质(抗病、抗虫、抗灭草、抗逆、高产)和质量特性(甜度、营养、颜色)，缩短了繁殖周期。

新赛道合成生物制造业抢跑卡位

合成生物制造是目前世界上未来产业的热点。近年来，北京市不断释放政策红利，以抢占卡位相关跑道。2024年9月，《北京市加快合成生物制造业创新发展行动计划(2024-2026年)》发布，为合成生物制造业的发展提供了强有力的政策支持。

北京医药健康科技发展中心主任刘慧表示，北京市已突破一批前沿技术，如合成生物制造领域的碳转换、底盘细胞设计技术、大片段基因编辑技术等。推动一批创新产品的转化落地。例如，高彩霞团队开发的世界上第一种植物高效大片段DNA准确插入技术，用于改善农业生物性质，使高油酸豆的油酸含量从20%提高到80%。在世界范围内，谭天伟教授开发了生物法制备己二酸技术，中试产量达到国际最高记录110g/L等。

她还表示，北京市正在大力加快技术服务平台建设，加强生物设计支撑能力，提高技术放大水平，完善第三方风险评估和合规保障服务；促进昌平、平谷合成生物制造产业集聚区有序建设，加强产业空间和配套设施保障。

昌平区作为北京市合成生物制造业的主要承载区之一，近年来在生物医药和美丽经济、农业和食品、环境保护、能源和新材料五个领域发布了《昌平支持合成生物制造业高质量发展的若干措施(实施)》等扶持政策，从创新孵化、产业集团、项目建设、推广应用等各个环节增加了集成扶持力度。促进产业链、创新链和价值链的有机融合，协同促进。

目前，昌平区围绕生物基新材料、胶原蛋白、生物育种、气体醇化等细分领域，汇聚了120多家合成生物制造企业。2024年，全区合成生物制造业收入超过60亿元，固定投资项目17个，投资超过43亿元。已初步形成集群，成为北京市合成生物制造业名片。

制作：北京市科协媒体中心

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