二氧化碳人工合成淀粉、制备RNA纳米农药、小分子肽生物合成效率提高40倍……这些创新技术的突破都离不开合成生物技术。3月28日，在由科技日报社与中国生物工程学会联合主办、广州市人民政府与广州市海珠区人民政府支持、态创生物科技（广州）有限公司承办的第一届中国绿色生物制造峰会上，《2022年中国合成生物学绿色应用与产业感知调研报告》（以下简称《报告》）正式发布，并评选出了国内合成生物学“十大典型应用”。
峰会评选出国内合成生物学“十大典型应用”。主办方供图
近年来，得益于技术突破、政策支持等，被誉为第三次生物技术革命的合成生物学取得突破性发展，技术广泛运用在医疗健康、绿色能源、日化美妆、生物基材料、食品消费等领域。麦肯锡数据显示，预计到2025年，合成生物学与生物制造的经济价值将达到1000亿美元，未来全球60%的物质生产可通过生物制造方式实现。
在我国，合成生物产业正处于蓬勃发展阶段。此次评选出的国内合成生物学“十大典型应用”，涉及食品、美妆、化工、生物等多个领域。尤为突出的是，入选的“十大典型应用”企业呈现出年轻态、科技化特点。
2021年9月，中国科学院天津工业生物技术研究所对外宣布，在淀粉人工合成方面取得突破性进展，首次实现二氧化碳到淀粉的合成，意味着可以在生产车间制造淀粉。该项成果是一项“0到1”的原创性成果，将给下一代生物制造和农业发展带来变革性影响，入选本次“十大典型应用”案例。
动物源性胶原蛋白进入重组胶原蛋白阶段，角鲨烯/角鲨烷的生物合成代替了鲨鱼肝脏的提取，透皮肽技术为功效护肤提供了更多可能……生物合成技术正深刻地影响着美妆行业的技术革新与产业升级。
据了解，该评选旨在引领行业发展风向，推动合成生物行业健康稳定向好发展。
“十大典型应用”：
案例1：人工合成淀粉跨越式突破合成生物学构建未来制造方式
核心应用领域：食品
成果代表方：中国科学院天津工业生物技术研究所
案例2：合成生物技术创建高效细胞工厂丙氨酸绿色化学助力传统化工转型升级
核心应用领域：化工原料
成果代表方：华恒生物
案例简介：华恒生物以一种原来只能在医药、食品等高端领域应用的氨基酸——L-丙氨酸为目标产品，采用合成生物学技术，设计构建L-丙氨酸的生物合成途径，在国际上首创了能够在无氧环境下高效生产L-丙氨酸的“细胞工厂”，形成了从工业菌种创制技术、发酵过程智能控制技术到高效分离提取技术的核心专利群，实现了低碳、环保的大规模商业化生产。
案例3：赋能生物活性物质原料合成生物学助力“双碳”目标
核心应用领域：生物科技
成果代表方：华熙生物
案例简介：华熙生物以合成生物科技为驱动，主要聚焦在功能糖、蛋白质、多肽、氨基酸、核苷酸、天然活性化合物等有助于生命健康的生物活性物开发和产业化应用。如通过合成生物技术，华熙生物透明质酸的产量有了非常高的提升，从16-17g/L的发酵产率，到现在实验室发酵产率达到73g/L。之前使用发酵的方式生产麦角硫因，发酵水平非常低，现在使用合成生物学的方式，实现了从毫克级到克级。
案例4：微生物菌株合成PA单体开启生物基尼龙大场景应用
成果代表方：凯赛生物
案例简介：
案例5：合成生物技术制备RNA纳米农药推动绿色防控高质量发展
核心应用领域：生物农业
成果代表方：硅羿科技
2022年，RNA农药列入《“十四五”全国农药产业发展规划》优先发展目标。硅羿科技是我国第一家RNA农药研发和生产企业。硅羿科技不仅掌握了多种微生物底盘细胞中合成RNA的能力，而且研发了RNA无细胞合成的关键酶，可以实现多场景需求的双链大片段RNA的规模化生产。目前，硅羿科技共拥有专利总数50项，拥有10种以上在研产品，包括杀虫剂、杀菌剂、除草剂和种衣剂，已能实现在不同地区、为多种类别的病虫害“量身定制”RNA纳米药物，粒子尺寸控制在100-200纳米之间。
成果代表方：一兮生物
案例7：合成生物技术带动美妆技术腾飞小分子肽生物合成效率提高40倍
核心应用领域：美妆个护
成果方：态创生物
案例8：利用“下一代工业生物技术”提高产效PHA量产规模迈向万吨级
核心应用领域：大宗商品
成果代表方：微构工场
聚羟基脂肪酸酯（PHA）作为一类来自微生物的天然高分子材料，可实现自然环境下的快速完全降解。微构工场找到了一种生存于高温环境的耐高盐、高碱的高抗性嗜盐菌——Halomonas?TD作为底盘细胞，并利用“下一代工业生物技术”，对嗜盐菌进行改造，使其更加适用于工业化生产，节省了设备投入，并可拓展秸秆、餐厨垃圾等作为原材料，进一步提高产效，体现合成生物学绿色的生产模式。微构工场的PHA项目于2021年筹建万吨PHA生产基地。此外，微构工场还与安琪酵母建合资公司，在湖北宜昌启动建设年产三万吨PHA生产基地项目。
案例9：无血清培养基再降成本细胞培养肉市场化又进一步
成果代表方：周子未来
案例10：打造八大核心技术平台研发西格列汀关键中间体合成技术
核心领域：医药
成果代表方：弈柯莱生物
目前西格列汀已经成为最主流的糖尿病药物，每年的销售额达到了数十亿美元。然而，该药物的合成专利技术长期掌握在欧美手中，在研发端和生产端对国内公司形成了双重技术壁垒。弈柯莱生物通过不断开拓进取，围绕合成生物学技术的开发和产业化应用，近年来打造出了智能设计、酶工程、基因工程、细胞铸造等八个核心技术平台，以及台州和重庆两处产业化基地；通过自身的技术创新，开发出西格列汀关键中间体的专利生产技术，突破了国外的封锁，保障了该重磅药物的国产化进程。2021年，其所研发的西格列汀仿制药获得国家药品监督管理局药品审评中心（CDE）正式批准。该药物是CDE近年来批复的首个使用非水解酶类生物合成的医药品种，也是自2020年初，四部门联合发布《推动原料药产业绿色发展的指导意见》鼓励绿色技术制造后的首个获批基于生物合成的医药品种。