络绎科学APP热议：合成生物学如何重塑传统行业边界？中国合成生物学的产业化之路已经...
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“What I cannot create, I do not understand.”
这句名言出自美国知名物理学家、 1965 年诺奖得主 Richard Feynman ，大意为“如果我不能创造一个东西，那么我对它的理解也必然不够”。换言之，要实现任何一种创新，必须要做到对研究对象的深刻认识和精准把握。
对于生命科学而言，近年来崛起的合成生物学可谓是应运而生——以全新的理念揭示了生物系统的高度复杂与高度互作的属性，进而在理解生命系统原理的基础上，重新构建出新型合成生物体系。
为推动我国合成生物产业实现跨越式发展，12 月 23 日，政府、科研、教育、产业、资本等各方代表齐聚深圳，参与“中国合成生物学学术年会暨第三届工程生物创新大会・光明科学城 2021 ”，围绕合成生物学领域颠覆性技术、产业发展现状和未来趋势等核心议题进行深入探讨。
本次会议由深圳市发展和改革委员会、深圳市光明区人民政府、中国生物工程学会合成生物学分会、中国科学院深圳理工大学 (筹)、中国科学院深圳先进技术研究院联合主办，大会采取 “线上 + 线下会议 + 云直播” 多样化形式开展，线上线下观看人数超 530 万。
作为大会官方合作平台，络绎科学、SciPhi 生辉以“工程生物创新 LIVE ”为主题，对大会主、分论坛进行了全天转播，并且同步策划推出 12 场精彩直播，邀请第三届工程生物创新大会的嘉宾做客直播间，从生物学、医学、材料学等多个视角出发，与生辉展开对话，全方位洞察合成生物学行业的清晰底色和发展脉络。
参与直播的大咖包括中国科学院院士、中国疾控中心主任、中国生物工程学会理事长高福；华东师范大学生命科学学院副院长、教授叶海峰；中国科学院深圳先进技术研究院（以下简称“深研院”）研究员钟超；上海羽冠生物技术有限公司创始人兼首席执行官林秋彬；北京蓝晶微生物科技（以下简称“蓝晶科技”）的创始人兼 CEO 张浩千等，系列直播一上线，立刻引发了络绎科学 APP 上产学研各界用户的广泛讨论，话题从合成生物学的起源到发展现状再到发展痛点等不一而足。
合成生物学为什么不可或缺？
络绎科学 APP 林志浩在圈子里分享了这一学科的起源与演变历史——合成生物学最初由 Hobom B. 于 1980 年提出来表述基因重组技术，随着分子系统生物学的发展， 2000 年 E.Kool 在美国化学年会上重新提出来， 2003 年国际上定义为基于系统生物学的遗传工程和工程方法的人工生物系统研究。
随着计算机、生物信息、基因合成与基因测序等技术的进展，使计算机辅助设计、全基因乃至基因组人工合成成为可能，使生物工程产业化的技术瓶颈可能突破，使生物产业能够进入工程化与设计化的产业发展，导致了有如“系统科学与自动通讯技术”之间的理论研究与技术转化互动，系统科学与生物技术、系统生物学与合成生物学之间的密切互动，也将导致系统生物技术的基础研究向应用开发的转化（转化科学、转化生物学）距离迅速缩短。
经过多年来的发展，合成生物学的理论与技术体系不断完善，工程对象也逐渐从简单向复杂过渡，从生物线路向基因组水平的生物系统进化。同时，该技术也在不同行业逐渐崭露头角，释放出革新的潜力。
例如，高福院士在做客直播间时，就明确指出了该技术在抗击疫情方面的作用，“合成生物技术研发的药物也好，疫苗也好，成分最简单，效率才会最高，要想成分最简单，必须依靠合成生物学，而合成生物学是底盘技术，加加减减，交叉融合，才能解决问题。”
图丨工程生物创新LIVE(来源: 络绎科学APP)
深耕材料学多年的深研院钟超研究员在接受生辉采访时表示，“合成生物学不仅对材料领域，还对环境修复、太空探索、人体健康、农业领域等很多传统及新兴领域都有很大的促进作用，并且，在人们利用这种应用工程技术建造新事物的过程中，将有助于加深对生命构造的理解，这样一来，会反作用于基础学科的更好构建。总之，合成生物学将帮助我们带来无限的可能性。”
图丨工程生物创新LIVE(来源: 络绎科学APP)
合成生物学之所以能够在生物医药等领域扮演如此重要的角色，离不开它与生俱来的三大重要原则：标准化、去耦合和模块化，正是这些颠覆性的流程及“自上而下”的技术理念，让设计改造生物系统所用的生物元件得到界定；让复杂的人造生物系统及各个生物元件之间的相互作用得以规范化；让系统拆解为模块乃至生物元件成为可能，这为指导后续生物系统的设计与组装奠定了重要基础。
换言之，传统生物学是通过解剖生物体以研究其内在构造，而合成生物学则与之相反，它从基础要素开始，逆向一步步建造构成生物体所需的各种“零部件”。
合成生物学面临的挑战与可能带来的风险
有学者指出，尽管电子工程和计算机中相关技术知识对于合成生物学来说具有很大启发性，但面对具体的生物系统，它们所能提供的指导作用远远不够。
这也是合成生物学很长时间以来不得不面对的一大技术挑战——无法可预测性地设计复杂的基因线路。虽然各国学者为此做出了相应的努力，但目前取得的进展依然无法支持完成生物系统的大规模、基因组水平的从头设计与可预测的深度改造，这将有赖于未来对生物元件工程加工的方式和对象进行深入探索。
此外，合成生物学作为一种新技术，我们还需要警惕其在发展过程中可能带来的风险。
络绎科学 APP 用户林可认为：“道德伦理和安全风险是当前越不过的挑战，因为科学技术始终是一把双刃剑，发展的好当然可以造福人类，但如果被非法组织利用，或者技术操作不当，就可能给社会带来不可预知的风险，比如英国知名机构 Lloyd's 发布的报告列举了几种风险，包括实验室外生物有机体意外释放，生物恐怖行为，故意建造生物武器以及生物研究中可能产生的意外后果等。”
这些未知的风险主要源于合成生物学的操作对象是“活着的生命”，相比于非生命系统，这些生物系统具有自我繁殖、突变进化等不可控的特征，因此，人们十分担心，任何不当的操作和失误，都有可能打开“潘多拉的魔盒”，让原本中性的技术滑向天秤“恶”的一端，成为合成病毒等的有害工具，给社会安全带来威胁。
络绎用户补充道，要有效应对这些挑战，推动合成生物学的良性发展，各国政府就需要及时发挥有效监管作用，对道德伦理、技术规范和安全风险等层面进行规范，并及时进行预防、监测和监测，引导合生生物学的发展轨道“不跑偏”，让这种新技术得到民众的认可，并真正渗入到各行各业，促进经济社会的快速发展。
如何看待合成生物学未来的发展前景？
围绕合成生物学未来的发展趋势，做客络绎科学 APP 直播的嘉宾及平台用户们都表达了各自的观点。
一部分用户对此持非常客观的态度，依据是近年来全球合成生物市场一直呈现为高速增长的态势。据 Super Lab 的统计数据显示， 2020 年全球合成生物市场规模达 68 亿美元，预测全球合成生物市场在 2019 年到 2024 年，将保持 28.8% 的年均复合增长率高速增长，这意味着到 2025 年，全球的市场规模将突破 200 亿美元。
“突如其来的新冠肺炎疫情对合成生物学而言，是一个新的发展机遇，促进其市场规模突增，可能远远超过 Super Lab 预测的数字，达到 700 亿的水平。”络绎科学 APP 活跃用户高浩宇断言道。
用户李子强则表示需要“根据市场反应理性看待合成生物学的发展。”他举了两个现实中的例子——“今年以来，合成生物头部公司Zymergen 和 Ginkgo 在资本市场上都遭受了‘暴雷’。Zymergen 联创离职， Ginkgo 交易左手倒右手，其实客观反应出合成生物学在产业端遭遇的底层困境。”
图丨工程生物创新LIVE(来源: 络绎科学APP)
在工程生物创新 LIVE 直播间，蓝晶科技创始人张浩千表示，一项新技术从科研到成果转化是十分漫长的过程，在实验室完成了菌株设计和中试大概只走了不到 30% ，剩下的 70% 由三个重要环节组成：
一是工艺问题，即菌株的提取和加工，因为生物基制品中的杂质会直接影响成品接下来的使用，使之难以达到工业端应用的基本要求，无法解决这个问题的企业最后也会被淘汰出局；
二是工程问题，即把小规模工艺转变为可实际运营的工厂，这中间有很多细节需要摸索，但这种缺乏顶尖的工程人才国内十分稀缺；
三是生产问题，涉及到能否进行优化改进，实现精益生产；这三个密切相关，但目前尚没有成熟的机制解决这些系列问题。”
合成生物学的未来到底是怎样的图景？众多突破性技术何时才能实现大规模商业化落地？中国合成生物学的产业化之路又走了多远？这一切都需拭目以待。
参考文献：
[1]Qiu WL, Liao XL, Luo W, et al. Analysis on the development frontier of global synthetic biology industry [J]. Journal of Integration Technology, 2021, 10(5): 117-127.
[2]张浩千, 娄春波.合成生物学的发展、挑战及应对[J]. 科学与社会. 2014,4(04)
[3]络绎科学APP“圈子”|合成生物学的发展、挑战及应对有哪些？
[4]前瞻产业研究院：中国生物技术行业市场前瞻与投资战略规划分析报告
本文资料来源于络绎科学 APP “工程生物创新 LIVE”相关精彩直播，更多合成生物热门话题，欢迎扫描文章下方海报中的二维码下载络绎科学 APP 参与讨论。相关直播专家均已入驻络绎科学 APP ，如需联系，可通过关注-私信进行沟通。
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