青島“搶灘”萬億級合成生物新賽道

在研究基礎(chǔ)、產(chǎn)業(yè)嘗試、載體支撐等方面作出積極探索，推動“全國首創(chuàng)”前沿成果產(chǎn)出和轉(zhuǎn)化，加速培育形成合成生物技術(shù)領(lǐng)域新質(zhì)生產(chǎn)力

青島發(fā)力“產(chǎn)學(xué)研”為合成生物“打地基”

研究基礎(chǔ)

青島多家高校院所和創(chuàng)新平臺參與合成生物技術(shù)研究

青島能源所、山東大學(xué)、蔚藍(lán)生物等共同建設(shè)山東省合成生物技術(shù)創(chuàng)新中心

山大微生物技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室與青啤、易邦生物、明月海藻3家企業(yè)的國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室合作，建立藍(lán)色經(jīng)濟(jì)區(qū)生物技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室聯(lián)合體

……

產(chǎn)業(yè)嘗試

青島在合成生物學(xué)產(chǎn)業(yè)鏈上、中、下游均有企業(yè)分布

上游“工具層”：華大基因、北京擎科青島分公司等

中游“平臺層”：星賽生物等

下游“應(yīng)用層”：蔚藍(lán)生物、美泰科技、恒魯生物、中科藍(lán)智等

載體支撐

通過搭建平臺、生產(chǎn)基地等，為技術(shù)突破和轉(zhuǎn)化提供載體

青島市生物醫(yī)藥及醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)園搭建了生物醫(yī)藥公共研發(fā)服務(wù)平臺

華大基因青島產(chǎn)業(yè)園投產(chǎn)了全球最大通量基因測序儀與全國首個(gè)測序酶研發(fā)生產(chǎn)基地

……

從“人造”蛋到“人造”肉，從“人工”抗瘧疾藥物青蒿素到“人工”抗癌藥物長春花堿，在一項(xiàng)項(xiàng)成果突破中，合成生物技術(shù)正在“重構(gòu)”人們的生活。

尤其是最近一段時(shí)間，合成生物更加火熱“出圈”。隨著國家級生物技術(shù)和生物制造行動計(jì)劃即將出臺的消息傳出，資本市場上合成生物概念股頻頻掀起熱潮，成為投資新熱點(diǎn)。

青島高度重視代表未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向的合成生物技術(shù)，不斷尋求著發(fā)展新機(jī)遇。日前，“青島好成果”之合成生物制造暨“海創(chuàng)島城”產(chǎn)學(xué)研對接會舉辦。會議由市科技局、青島歐美同學(xué)會（青島留學(xué)人員聯(lián)誼會）、中國科學(xué)院青島生物能源與過程研究所主辦，包括中國科學(xué)院院士鄧子新在內(nèi)的來自全國各地的多位專家、企業(yè)家、投資人參會，共同探討合成生物技術(shù)的基礎(chǔ)、機(jī)遇與挑戰(zhàn)。

以合成生物技術(shù)生產(chǎn)反式烏頭酸的產(chǎn)線。

根據(jù)麥肯錫預(yù)測，未來全球經(jīng)濟(jì)活動中，60％的物質(zhì)產(chǎn)品可以由生物技術(shù)生產(chǎn)。在2030年至2040年間，合成生物技術(shù)每年將為全球帶來2萬億至4萬億美元的直接經(jīng)濟(jì)效益。

面對這片產(chǎn)業(yè)新藍(lán)海，國內(nèi)外都在加速搶占合成生物新風(fēng)口，而青島早已入局。運(yùn)用合成生物技術(shù)把微生物打造成“超級工廠”，實(shí)現(xiàn)新物質(zhì)、新材料的高效合成和綠色制造，青島探索了成熟的技術(shù)路徑。在合成生物全球范圍內(nèi)普遍處于“概念熱度遠(yuǎn)高于產(chǎn)業(yè)應(yīng)用”的大環(huán)境下，青島已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了系列技術(shù)突破和轉(zhuǎn)化，推動了相關(guān)產(chǎn)業(yè)向著降本增效、綠色高質(zhì)量發(fā)展的方向提速升級。

頭部省市的“共同選擇”

合成生物學(xué)被視為繼“DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)”和“人類基因組計(jì)劃”之后的第三次生物技術(shù)革命，是全球生物技術(shù)領(lǐng)域的最前沿。

什么是合成生物技術(shù)？人們可以通過青島在相關(guān)領(lǐng)域的成果獲得更加直觀的了解。

例如，在農(nóng)業(yè)線蟲防治等領(lǐng)域潛力巨大的反式烏頭酸，始終未能通過植物提取等方式實(shí)現(xiàn)低成本大規(guī)模生產(chǎn)。青島能源所微生物制造工程中心的科研團(tuán)隊(duì)篩選代謝高效的絲狀真菌作為“底盤”，通過補(bǔ)齊其生產(chǎn)反式烏頭酸缺失的部分功能，構(gòu)建了生產(chǎn)反式烏頭酸的“細(xì)胞工廠”，實(shí)現(xiàn)了其高效合成與有效積累，并建立起全球首條反式烏頭酸發(fā)酵生產(chǎn)示范線。

青島中科藍(lán)智生物科技發(fā)展有限公司以合成生物技術(shù)生產(chǎn)甘油葡糖苷的產(chǎn)線。

再如，通過傳統(tǒng)化學(xué)合成、酶催化合成方法提純甘油葡糖苷，始終在純度等方面面臨技術(shù)難點(diǎn)。青島中科藍(lán)智生物科技發(fā)展有限公司通過對天然高產(chǎn)藻株開展選育、馴化，精準(zhǔn)“定位”關(guān)乎甘油葡糖苷產(chǎn)出的關(guān)鍵基因簇，再通過調(diào)控培養(yǎng)環(huán)境“激活”相關(guān)“靜默”基因簇，實(shí)現(xiàn)了甘油葡糖苷純度高達(dá)99．9％以上，技術(shù)水平在全球領(lǐng)先。

簡單來說，合成生物技術(shù)就是以基因組和生化分子合成為基礎(chǔ)，讓細(xì)胞成為“超級工廠”，在接受改造后源源不斷生產(chǎn)特定的物質(zhì)。通過該技術(shù)，傳統(tǒng)工業(yè)上不能生產(chǎn)的，可以通過人工設(shè)計(jì)“細(xì)胞工廠”實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)；原來產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)中能生產(chǎn)的，就把“多步變成少步”，把低效變得高效，用生物催化替代化學(xué)合成，從而真正實(shí)現(xiàn)綠色、低碳、高質(zhì)量發(fā)展。

合成生物技術(shù)融合了生物學(xué)、化學(xué)、工程學(xué)等多種技術(shù)領(lǐng)域，能在醫(yī)療醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、食品、環(huán)保、能源和新材料等眾多領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)業(yè)提質(zhì)增效。因此，布局合成生物產(chǎn)業(yè)成為頭部省市的共同選擇。

作為合成生物學(xué)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的龍頭城市，深圳通過國內(nèi)首個(gè)合成生物制造產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域?qū)ｍ?xiàng)扶持政策、建設(shè)合成生物研究所、打造15億元合成生物私募基金等方式，吸引近三年內(nèi)全國40％的合成生物企業(yè)落戶，僅在光明區(qū)內(nèi)，合成生物企業(yè)的總估值就超過270億元。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，當(dāng)前，全國已有18個(gè)省、市將“合成生物”寫進(jìn)了“十四五”規(guī)劃，多個(gè)地方政府出臺了相關(guān)政策。上海發(fā)布行動方案打造高端生物制造產(chǎn)業(yè)集群，推動合成生物技術(shù)賦能生物醫(yī)藥、先進(jìn)材料、消費(fèi)品、能源和環(huán)保等領(lǐng)域；杭州以最高500萬元的力度支持合成生物產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展；常州等地出臺了支持和推動合成生物制造產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的專項(xiàng)政策……

青島在多方面作出探索

業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為，合成生物制造正在進(jìn)入從科技賽道向產(chǎn)業(yè)賽道切換的階段，也就是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的4至6點(diǎn)鐘階段，這通常被認(rèn)為是大規(guī)模產(chǎn)業(yè)發(fā)展的前期。在這方面，青島已經(jīng)在研究基礎(chǔ)、產(chǎn)業(yè)嘗試、載體支撐等方面作出積極探索。

在研究基礎(chǔ)方面，青島多家高校院所和創(chuàng)新平臺參與合成生物技術(shù)研究。青島能源所、山東大學(xué)、蔚藍(lán)生物等共同建設(shè)的山東省合成生物技術(shù)創(chuàng)新中心致力于細(xì)胞工廠篩選、工業(yè)菌株構(gòu)建、微藻綠色制造等研究；山大微生物技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室與青啤、易邦生物、明月海藻3家企業(yè)的國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室合作，建立了藍(lán)色經(jīng)濟(jì)區(qū)生物技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室聯(lián)合體，利用綠色生物制造技術(shù)推動非洲豬瘟疫苗等產(chǎn)品研發(fā)及生產(chǎn)；華東理工大學(xué)青島創(chuàng)新研究院依托生物反應(yīng)器工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，在高性能菌株設(shè)計(jì)與篩選及大規(guī)模培養(yǎng)技術(shù)開發(fā)方面國內(nèi)領(lǐng)先。

在合成生物學(xué)產(chǎn)業(yè)鏈上游，華大基因可提供基因測序等服務(wù)。

在產(chǎn)業(yè)嘗試方面，青島在合成生物學(xué)產(chǎn)業(yè)鏈上、中、下游均有企業(yè)分布。上游“工具層”，華大基因、北京擎科青島分公司等從事DNA測序、合成等服務(wù)；中游“平臺層”，依托青島能源所國家重點(diǎn)研發(fā)專項(xiàng)“高通量拉曼流式細(xì)胞分選儀”孵化而來的星賽生物，已經(jīng)將自主研發(fā)的設(shè)備打入歐洲市場；下游“應(yīng)用層”，青島有國內(nèi)工業(yè)酶龍頭企業(yè)蔚藍(lán)生物、亞洲主要硫酸軟骨素生產(chǎn)企業(yè)美泰科技、全球首個(gè)利用葡萄糖成功量產(chǎn)紅景天苷的恒魯生物以及中科藍(lán)智、芝諾生物、奔月生物等企業(yè)。

在載體支撐方面，青島市生物醫(yī)藥及醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)園搭建了生物醫(yī)藥公共研發(fā)服務(wù)平臺，在基因組、蛋白質(zhì)、生物芯片等方面提供研發(fā)分析檢測服務(wù)；青島能源所匯聚相關(guān)領(lǐng)域的頂尖人才，通過與企業(yè)合作，持續(xù)推動合成生物學(xué)在能源、化工、藥物等方面的研究及產(chǎn)業(yè)化；華大基因青島產(chǎn)業(yè)園投產(chǎn)了全球最大通量基因測序儀與全國首個(gè)測序酶研發(fā)生產(chǎn)基地。

可以說，在合成生物技術(shù)方面，青島已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了“點(diǎn)”上的突破。打通降血脂藥物辛伐他汀全生物合成路線，在全球最大生產(chǎn)企業(yè)完成技術(shù)轉(zhuǎn)化；實(shí)現(xiàn)純天然甘油葡糖苷生產(chǎn)純度達(dá)99．9％以上，并推動其在多個(gè)場景實(shí)現(xiàn)國際首次應(yīng)用；突破核心技術(shù)，建立全球首條反式烏頭酸發(fā)酵生產(chǎn)示范線……僅在青島能源所，就有不少“全球首創(chuàng)”的前沿技術(shù)正在持續(xù)“變現(xiàn)”成生產(chǎn)力。

推動合成生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)、食品添加劑、化妝品等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)業(yè)賦能，青島不斷用“小”生物撬動“大”產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

找準(zhǔn)發(fā)展痛點(diǎn)，推動產(chǎn)業(yè)“串點(diǎn)成鏈”

但是，面對技術(shù)日新月異的發(fā)展態(tài)勢和發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力的迫切需求，專家們也表示，在合成生物技術(shù)領(lǐng)域，青島在整合產(chǎn)學(xué)研鏈條、推動創(chuàng)新成果持續(xù)產(chǎn)生和有效應(yīng)用方面還有進(jìn)步空間。

從源頭創(chuàng)新來看，青島在合成生物技術(shù)領(lǐng)域的自主創(chuàng)新能力還稍顯不足，尚未形成高水平、高能級的專業(yè)化特色科研平臺，具有國際引領(lǐng)性和產(chǎn)業(yè)示范性的成果還不夠多。

目前，在“基礎(chǔ)層面”，以青島能源所為“領(lǐng)頭羊”的科研機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了對工業(yè)菌株、微藻、酵母等“底盤細(xì)胞”加工成“細(xì)胞工廠”的突破，在能源、化工、醫(yī)藥等領(lǐng)域探索了生物合成技術(shù)路線。但整體來看，青島在“工具層”和“平臺層”的基因編輯、DNA元件設(shè)計(jì)、大數(shù)據(jù)與機(jī)器學(xué)習(xí)等底層關(guān)鍵技術(shù)研究方面還需加強(qiáng)自主創(chuàng)新力。

從成果轉(zhuǎn)化來看，新技術(shù)向產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化的過程是個(gè)多環(huán)節(jié)構(gòu)成的長鏈條。在基礎(chǔ)研究和源頭創(chuàng)新的基礎(chǔ)上，面向產(chǎn)業(yè)端，以應(yīng)用為導(dǎo)向探索合成而來的“新產(chǎn)品”到底怎么用、都能用在哪兒，需要更加成熟的機(jī)制。解決了這個(gè)問題，才能促成成果產(chǎn)出與轉(zhuǎn)化落地的銜接。這就要求研發(fā)機(jī)構(gòu)與對應(yīng)領(lǐng)域的企業(yè)之間建立有效的溝通機(jī)制與平臺，讓科研人員在成果研究過程中就有工程化、產(chǎn)業(yè)化的邏輯作指引。

前不久，由山東能源研究院與青島高新區(qū)管委共同投資建設(shè)的合成生物產(chǎn)業(yè)技術(shù)轉(zhuǎn)化平臺完成簽約。圍繞生物醫(yī)藥等產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，該平臺要聚焦合成生物技術(shù)領(lǐng)域，分期建設(shè)包括發(fā)酵中試平臺、發(fā)酵工藝驗(yàn)證平臺、分析測試平臺、微生物培養(yǎng)平臺、分離純化平臺、GMP平臺等6個(gè)公共支撐平臺和1個(gè)個(gè)性化項(xiàng)目孵化平臺，以“平臺化”路徑將青島能源所、山東能源研究院的科技成果中試放大、技術(shù)熟化，推動相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

對此，青島能源所微生物制造工程中心研究員黃雪年的感受是，在此類平臺上，科研人員要進(jìn)一步對新技術(shù)、新成果、新材料展開應(yīng)用開發(fā)，為新事物的產(chǎn)業(yè)化找到更多可能的同時(shí)，為企業(yè)提供成熟的應(yīng)用模板?！熬拖癯粗埔环荨A(yù)制菜’一樣，讓企業(yè)在應(yīng)用的時(shí)候按照說明書‘拿來即可用’，這樣才能有效地推動新技術(shù)在各個(gè)產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)‘適配’?！秉S雪年說。

從產(chǎn)業(yè)規(guī)模來看，青島合成生物技術(shù)領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)鏈還不夠完整，產(chǎn)業(yè)發(fā)展尚未形成集聚效應(yīng)。一方面，目前在該領(lǐng)域具有代表性的、完成了產(chǎn)業(yè)化的成果，主要集中在青島能源所、山東大學(xué)等機(jī)構(gòu)的少數(shù)團(tuán)隊(duì)，而且很多技術(shù)和產(chǎn)業(yè)突破現(xiàn)在還是以“點(diǎn)”的形式零星分布，彼此沒有形成密切的上下游關(guān)系。另一方面，在合成生物產(chǎn)業(yè)鏈上、中游環(huán)節(jié)，從事基因編輯、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、合成生物智能挖掘、高通量自動化生物工廠等方向的企業(yè)不多，這也在一定程度上限制了下游企業(yè)的集聚和產(chǎn)業(yè)集群的形成。

總之，用合成生物技術(shù)為新質(zhì)生產(chǎn)力發(fā)展賦能，青島還需要進(jìn)一步找準(zhǔn)痛點(diǎn)，在源頭創(chuàng)新、平臺建設(shè)、成果轉(zhuǎn)化等關(guān)鍵環(huán)節(jié)提供護(hù)航，補(bǔ)齊產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的缺失環(huán)節(jié)，以“串點(diǎn)成鏈”促進(jìn)產(chǎn)業(yè)規(guī)?；嵘?。

專家建言：持續(xù)創(chuàng)新“合成”新未來

面向未來，青島更要持續(xù)發(fā)力，推動合成生物產(chǎn)業(yè)從“點(diǎn)上強(qiáng)”到“面上強(qiáng)、系統(tǒng)強(qiáng)”。

在此次舉行的產(chǎn)學(xué)研對接會上，來自青島能源所的專家圍繞加強(qiáng)青島合成生物領(lǐng)域的科技創(chuàng)新策源能力、培育重大創(chuàng)新成果、優(yōu)化資源配置，助推傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)升級轉(zhuǎn)型等方面提出建議。

專家們認(rèn)為，青島要在頂層設(shè)計(jì)上謀篇布局，制定合成生物技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動計(jì)劃，通過加強(qiáng)人才引進(jìn)、提升平臺能級、強(qiáng)化資金支持、夯實(shí)創(chuàng)新基礎(chǔ)、扶持成果轉(zhuǎn)化、促進(jìn)產(chǎn)業(yè)集聚等措施，全面提升青島合成生物技術(shù)創(chuàng)新水平，打造良好生態(tài)體系。

要面向合成生物技術(shù)領(lǐng)域組織科技創(chuàng)新重大專項(xiàng)，針對能源、化工、醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的重大產(chǎn)業(yè)問題，組織科研院所、高校和企業(yè)從技術(shù)研究、底盤細(xì)胞和細(xì)胞工廠構(gòu)建、發(fā)酵和分離純化工藝開發(fā)、關(guān)鍵儀器和軟件自主創(chuàng)制等環(huán)節(jié)開展聯(lián)合攻關(guān)。

要建設(shè)青島市合成生物技術(shù)大科學(xué)設(shè)施，聚焦合成生物制造工業(yè)菌種高效構(gòu)建、發(fā)酵過程精益控制、分離純化工藝優(yōu)化等核心環(huán)節(jié)，打造適配的人工智能大模型、實(shí)驗(yàn)室自動化和智能管理、數(shù)字孿生和可視化模擬等技術(shù)手段，促進(jìn)相關(guān)工藝的高效率、鏈條化開發(fā)與優(yōu)化。

要培育扶持合成生物領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)孵化平臺，依托優(yōu)勢企業(yè)和產(chǎn)業(yè)園區(qū)，通過管理制度、人才政策、產(chǎn)業(yè)基金、金融服務(wù)等資源的傾斜，加強(qiáng)市內(nèi)人才的培育和市外人才與高價(jià)值成果的引進(jìn)，支撐合成生物制造產(chǎn)業(yè)集聚發(fā)展。

對于工業(yè)生產(chǎn)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展來說，提質(zhì)增效是永恒的追求。從這個(gè)角度上說，青島目前重點(diǎn)發(fā)展的高分子材料、食品飲料、基因工程等優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)和未來產(chǎn)業(yè)，為合成生物技術(shù)進(jìn)一步落地提供了更廣泛的“用武之地”。

對接會期間，青島吸引了代謝工程改造微生物生產(chǎn)高附加值產(chǎn)品、酶法合成甘油葡糖苷先進(jìn)制造技術(shù)開發(fā)、植物瞬時(shí)表達(dá)技術(shù)平臺生產(chǎn)藥用蛋白的產(chǎn)業(yè)化、非糧生物質(zhì)加工用纖維素酶開發(fā)、煙草源香精香料的挖掘鑒定與生物合成、甘油葡糖苷的生物酶催化合成技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化制造6個(gè)合成生物制造項(xiàng)目簽約落地，將進(jìn)一步推動青島合成生物制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展壯大。

催生前沿技術(shù)成果、暢通成果轉(zhuǎn)化渠道、找準(zhǔn)下游產(chǎn)業(yè)場景，青島通過合成生物學(xué)形成的新質(zhì)生產(chǎn)力，正在“合成”一個(gè)更綠色、更高效發(fā)展的新未來。（青島日報(bào)／觀海新聞記者 耿婷婷）