2023年2月20日,浙江省发布了《浙江省人民政府办公厅关于培育发展未来产业的指导意见》,提出要优先发展“合成生物”等9个快速成长的未来产业。具体包括加快发展定量合成、基因编辑、蛋白质设计、细胞设计、高通量筛选等前沿技术,推动合成生物技术在生物智造、生物育种等领域的颠覆性创新与工程化应用。



       浙江省将“合成生物”列入快速成长的未来产业,是颇有发展战略眼光的。据麦肯锡展望,未来全球60%的产品可以由生物法合成,2030到2040年间,全球每年通过生物合成的材料、化学品及能源品将产生约2-4万亿美元的直接经济影响。行业分析表明,在本世纪末之前,生物工程可能占全球制造业产出的 1/3 以上,价值接近 30 万亿美元。
       BCC Research 预计2024年全球合成生物学2019-2024年复合增长率为28.8%。全球各国针对生物制造部署战略规划,推动合成生物学应用加速发展。美国占全球合成生物学市场份额近40%,与其政府在合成生物学上长期战略布局和投入有着密切联系。我国仍处于合成生物学发展的早期,国内陆续出台支持合成生物学产业发展的政策。



       2022年9月12日,白宫官网发布简报,宣布了美国总统拜登已经正式签署了一项行政命令,以启动一项“国家生物技术和生物制造计划”。在白宫同期发布的情况说明书中,其对于这一计划的背景释义,是这样的:“借助生物技术,我们可以对微生物进行编程,以制造特殊化学品和化合物,这一过程称为‘生物制造’。这些进步促使工业界接受生物制造以作为基于石油基的替代品来重塑塑料、燃料、材料和药品等产品。当前,全球工业正处于由生物技术驱动的工业革命的风口浪尖。各国都正在将自己定位成为全球生物技术方案和产品的提供商。
       该计划将加速生物技术创新,并在多个行业发展美国的生物经济,包括健康、农业和能源等。该计划将改善粮食和能源安全,推动农业创新,同时减轻气候变化的影响,其将通过医学的进步帮助人们过上更长寿、更健康的生活。
       这又涉及到何谓“合成生物学”?合成生物学是生物科学在二十一世纪刚刚出现的一个分支学科,它与传统生物学通过解剖生命体以研究其内在构造的办法不同,合成生物学的研究方向是从最基本的要素开始一步步建立零部件,是一门生物、化学、物理、工程,计算机和信息技术与一门的多交叉学科。合成生物学与基因工程把一个物种的基因延续、改变并转移至另一物种的作法不同,合成生物学的目的在于建立人工生物系统让它们像电路一样运行。



       1953年沃森和克里克发现了DNA双螺旋结构,开启了分子生物学时代。随后研究不断深入,PCR技术、基因工程不断发展,生物学科的研究步入基因组学时代。随后,研究人员合成了第一批基因调控装置,如基因开关、感受器、传感器和基因振荡器等,标志着合成生物学的正式诞生。
       合成生物学可首先应用于天然药物领域:微生物系统工程用于提高天然产物的生产是合成生物学方法最有效和最普遍的应用之一。首先可以研究已知的药物,如青蒿素,其次可以对存在的未知化合物的研究。最后,它可以筛选大量基于当前基因组方法还不能被发现的新的分子。
       随着分子生物学、信息技术、基因测序等技术的发展,合成生物学在植物的应用领域也逐渐凸显出其重要性。利用合成生物学技术可以对作物产量、性状及营养品自进行精准改造,以满足人类的需求。
       植物合成生物学是在植物基因工程和转基因技术的基础上发展起来的,强调从系统层面对植物进行“从头改造”,它更倾向于利用核基因组和质体转化来转化多基因叠加系统甚至是整个遗传通路。

       在植物中,合成生物原件主要分为三大类:催化原件,如氧化还原酶、水解酶等;转运原件,如转运蛋白,离子通道蛋白等;调控原件,如启动子,核糖体结合位点等。这些原件可以组装成复杂程度不同的合成基因线路,最终达到对现有植物体系改造和优化。
       合成生物学在21世纪初中叶将处于快速发展期,材料、农业、大消费等多领域涌现出一批合成生物学企业,响应下游需求,解决下游痛点,推动产品落地产业化,应用场景快速拓展。从生物技术到生物制造,这也是农业产业革命的里程碑。



       植物绿色制造,具有天然低碳,安全性高,多功能产物优势,成为科学的制高点,全球有1/3的药物源于植物,但是由于植物系统的复杂性而严重影响发展,高强度的植物细胞壁是植物进化过程中抵抗各种侵蚀的天然保护。浙江迦美善植物科技公司,集科学家二十年的研发,攻破世界难题,用系统工程的方法,保留植物体原始基因的状态,在基因的时空表达上做了精准的调控,首次在生菜上合成高通量的植物多酚,对人类健康和动物健康,具有划时代的革命,让以食代药成为可能。



       产业化,标准化,工业化的生产出多酚生菜及可保存的多酚提取物及冻干粉,解决了生菜难保存的技术难点,可以让广大消费者,无论在不长寸草的高原雪地,灼热沙漠,远洋深海,都可以补充到健康必需而人体无法自我合成的植物精华。
       高能高效植物多酚技术自推出固体饮料,同时也把加工残余进入饲料,成为低碳、绿色、环保全循环的典范。
       合成生物学绿色制造,充分利用大自然赋予人类的阳光,水,和空气,制造出安全,对人类及动物友善的生命物质,让人类生存发展更安全、更健康、更持久。
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