合成生物學(xué)，被稱為是一門新興的跨學(xué)科領(lǐng)域。

既然是跨學(xué)科，就意味著可以解決單一學(xué)科難以解決的復(fù)雜問題。這也正是合成生物學(xué)能應(yīng)用在醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、環(huán)保等諸多領(lǐng)域的原因。

正是由于合成生物學(xué)融合了工程學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)等多個(gè)學(xué)科的知識(shí)，才誕生了不同類型的企業(yè)，涉及產(chǎn)業(yè)鏈、業(yè)務(wù)領(lǐng)域和技術(shù)特點(diǎn)等多種劃分因素。

一、應(yīng)用類公司掌握合成生物學(xué)產(chǎn)業(yè)鏈核心盈利環(huán)節(jié)

合成生物學(xué)企業(yè)種類繁多，如果按產(chǎn)業(yè)鏈劃分，包括工具層、平臺(tái)層和產(chǎn)品層三大類。

其中，上游為工具層，主要與DNA/RNA合成、DNA測(cè)序、工具酶和基因編輯服務(wù)（CRISPR-Cas9）等相關(guān)，由合成生物使能技術(shù)公司主導(dǎo)，比如Ginkgo Bioworks、Twist Bioscience、Illumina、博雅輯因、華大智造、金斯瑞等。

中游為平臺(tái)層，專注于菌株的構(gòu)建，打造高通量、自動(dòng)化的技術(shù)平臺(tái)，對(duì)生物系統(tǒng)和生物體進(jìn)行設(shè)計(jì)、開發(fā)的技術(shù)平臺(tái)，代表性公司包括Zymergen、amyris、藍(lán)晶微生物等平臺(tái)類公司；

下游為應(yīng)用層，涉及醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、食品等各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用開發(fā)和產(chǎn)品落地，在產(chǎn)業(yè)鏈中可以提供各種底層技術(shù)、關(guān)鍵核心技術(shù)和應(yīng)用支持，是產(chǎn)業(yè)鏈上的核心盈利環(huán)節(jié)。

例如，Agilent、Twist、Illumina等可以在上游提供定制的DNA合成和基因編輯服務(wù)，幫助研究人員設(shè)計(jì)和構(gòu)建特定基因序列，用于合成生物學(xué)研究和應(yīng)用開發(fā)。

醫(yī)藥領(lǐng)域的Sangamo、Antheia、博雅輯因和化工領(lǐng)域的Zymergen、凱賽生物、華恒生物，可以在中下游提供不同應(yīng)用領(lǐng)域的過程設(shè)計(jì)、產(chǎn)品研發(fā)和生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)從實(shí)驗(yàn)室到工業(yè)化生產(chǎn)的無縫銜接，提高生產(chǎn)效率。

不難看出，應(yīng)用類公司在合成生物學(xué)產(chǎn)業(yè)鏈中實(shí)際上充當(dāng)著“潤滑劑”的角色，通過提供更優(yōu)化的產(chǎn)品和服務(wù)，幫助整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品增益和產(chǎn)業(yè)升級(jí)。

二、合成生物學(xué)應(yīng)用豐富，醫(yī)療健康領(lǐng)域占主導(dǎo)

合成生物學(xué)在應(yīng)用領(lǐng)域的豐富性也是其發(fā)展的特點(diǎn)之一。

按具體領(lǐng)域劃分，合成生物學(xué)企業(yè)可分為產(chǎn)品研發(fā)型、技術(shù)服務(wù)型等，也可進(jìn)一步細(xì)分為生物醫(yī)藥公司、農(nóng)業(yè)生物技術(shù)公司、環(huán)境生物技術(shù)公司、人工肉和替代蛋白公司等。

以生物醫(yī)藥公司為例。

輝瑞與BioNTech合作，利用合成生物技術(shù)設(shè)計(jì)了mRNA新冠疫苗（Comirnaty），還利用合成生物技術(shù)為新冠口服藥Paxlovid的中間體量產(chǎn)提供解決思路，未來合成生物學(xué)還將進(jìn)一步替代傳統(tǒng)化學(xué)合成方法。

Moderna（莫德納）主要專注于使用合成生物學(xué)技術(shù)開發(fā)mRNA疫苗和疾病治療方法，公司的技術(shù)基于CRISPR-Cas9系統(tǒng)，可以精確地修改病毒基因組中的特定區(qū)域，從而使其失去感染能力，因而能在新冠疫苗研發(fā)方面取得重要突破。同時(shí)，也吸引了阿斯利康合作開發(fā)心血管和腫瘤疫苗等。

國內(nèi)方面，也有不少藥企利用合成生物學(xué)技術(shù)研發(fā)新藥。

例如，北京合生基因研發(fā)的SynOV1.1，就是國內(nèi)原創(chuàng)的合成生物技術(shù)開發(fā)的首款基因治療產(chǎn)品，于2020年11月獲得美國FDA臨床試驗(yàn)許可，用于治療包括中晚期肝癌在內(nèi)的甲胎蛋白（AFP）陽性實(shí)體瘤。

北京合生基因的產(chǎn)品管線 來源：公司官網(wǎng)

在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，合成生物學(xué)技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值體現(xiàn)在改良農(nóng)作物品種，提高產(chǎn)量和抗病蟲害能力等方面。

例如，Indigo Agriculture利用合成生物學(xué)技術(shù)來改善植物的生長和抗病性，開發(fā)了一種“植物有益菌”（Plant-Microbe）生物技術(shù)，可通過將有益微生物應(yīng)用于種子或土壤，來提高農(nóng)作物的產(chǎn)量和健康；Inari Agriculture利用合成生物學(xué)技術(shù)來改良農(nóng)作物的基因組，從而培育出適應(yīng)不同環(huán)境條件和市場(chǎng)需求的新品種。

國內(nèi)草銨膦龍頭利爾化學(xué)是首家掌握精草銨膦大規(guī)模化合成關(guān)鍵技術(shù)的企業(yè)，其中核心產(chǎn)品草銨膦是全球三大非選擇性除草劑之一，可通過生物降解的方式被分解，減少對(duì)土壤、水源和環(huán)境的影響。

在環(huán)保領(lǐng)域，可以利用合成生物學(xué)技術(shù)處理廢水、廢氣等環(huán)境污染物，實(shí)現(xiàn)資源化利用。

例如，美國的生物科技公司Bolt Threads，利用合成生物學(xué)技術(shù)生產(chǎn)仿生絲（一種可持續(xù)替代傳統(tǒng)絲綢和化學(xué)纖維的材料）；LanzaTech利用合成生物學(xué)技術(shù)來改變微生物，使其能夠吸收和轉(zhuǎn)化廢棄物中的有害氣體，如二氧化碳和一氧化碳。

更甚者，Impossible Foods、Memphis Meats、Beyond Meat等公司還利用合成生物學(xué)技術(shù)開發(fā)植物基礎(chǔ)的替代性肉類產(chǎn)品，包括以植物原料制成的人造漢堡Impossible Burger、人造雞肉和牛肉等。

三、全產(chǎn)業(yè)鏈整合

盡管合成生物學(xué)企業(yè)類型多樣，但大多都選擇運(yùn)用合成生物學(xué)技術(shù)高度聚焦主業(yè)領(lǐng)域，并實(shí)現(xiàn)全產(chǎn)業(yè)鏈的整合。

這意味著，它們?cè)谥鳂I(yè)領(lǐng)域的產(chǎn)品研發(fā)過程中，從基礎(chǔ)研究到產(chǎn)品開發(fā)都具備自主技術(shù)能力，從而在產(chǎn)業(yè)鏈上具備更強(qiáng)的競爭力。

最典型的莫過于產(chǎn)品導(dǎo)向型企業(yè)，往往側(cè)重產(chǎn)品所在市場(chǎng)的專項(xiàng)研究，并在尋求產(chǎn)品性能改良和生產(chǎn)成本降低的過程中引入合成生物學(xué)技術(shù)，之后逐步實(shí)現(xiàn)從基礎(chǔ)研究到產(chǎn)品開發(fā)的全鏈條覆蓋。

例如，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈整合的合成生物學(xué)企業(yè)，包括藍(lán)晶微生物、凱賽生物和華恒生物。

藍(lán)晶微生物是國內(nèi)率先進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化的合成生物學(xué)公司之一，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了從菌種篩選、培養(yǎng)、優(yōu)化到產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)、銷售的全產(chǎn)業(yè)鏈布局。

凱賽生物在合成生物學(xué)領(lǐng)域已形成從基因工程到菌種培養(yǎng)、生物發(fā)酵、分離純化和化學(xué)合成以及應(yīng)用開發(fā)的全產(chǎn)業(yè)鏈布局，目前商業(yè)化產(chǎn)品主要聚焦聚酰胺產(chǎn)業(yè)鏈，包括為生物基聚酰胺及其單體生物法長鏈二元酸和生物基戊二胺。其中，“生物法長鏈二元酸系列”全球市占率高達(dá)80%以上，而且在“生物基戊二胺”產(chǎn)品領(lǐng)域是當(dāng)前全球唯一具備戊二胺規(guī)?；a(chǎn)能力的企業(yè)。

丙氨酸產(chǎn)品行業(yè)龍頭華恒生物，主要產(chǎn)品包括氨基酸系列產(chǎn)品（L-丙氨酸、DL-丙氨酸、β-丙氨酸、L-纈氨酸）、維生素系列產(chǎn)品（D-泛酸鈣、D-泛醇）和其他產(chǎn)品等，可廣泛應(yīng)用于中間體、動(dòng)物營養(yǎng)、日化護(hù)理、功能食品與營養(yǎng)、植物營養(yǎng)等眾多領(lǐng)域，已建成工業(yè)菌種創(chuàng)制、發(fā)酵過程智能控制、高效分離提取和產(chǎn)品應(yīng)用開發(fā)等全產(chǎn)業(yè)鏈的技術(shù)領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。

結(jié)語：合成生物學(xué)是一個(gè)學(xué)科交叉、應(yīng)用廣泛的新興產(chǎn)業(yè)，不僅需要企業(yè)自身努力，還需要依賴整個(gè)產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的建設(shè)和發(fā)展。

綜上所述，正在迅速發(fā)展并在各個(gè)領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力，相關(guān)企業(yè)還將呈現(xiàn)高度專業(yè)化和細(xì)分領(lǐng)域聚焦的發(fā)展態(tài)勢(shì)。

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