30GB，這是一個人的全基因組加多組學(xué)數(shù)據(jù)總量，相當(dāng)于一部4K藍(lán)光電影。也就是說，包括人類在內(nèi)的生物體將如數(shù)據(jù)一般，可被存儲、復(fù)制，甚至改寫。何為改寫?讓酵母菌放棄釀酒的本行，轉(zhuǎn)而“編寫”出抗瘧疾的青蒿素；讓藻類忘記光合作用，專心“醞釀”航空燃油；甚至讓普通的細(xì)菌學(xué)會“剪輯”二氧化碳，直接輸出人造淀粉。
這早已不是科幻想象。
合成生物學(xué)將生命轉(zhuǎn)化為可編程的系統(tǒng)，用工程化的方式重新設(shè)計生命體。當(dāng)基因成為可編輯的代碼，細(xì)胞變成可組裝的硬件，重新編寫“生命劇本”的能力將賦能各行各業(yè)。作為國內(nèi)最早布局合成生物的省份之一，一場關(guān)于生命制造的認(rèn)知革命正在江蘇土地悄然發(fā)生。
生命“代碼”，破界而出
7月2日，國家衛(wèi)生健康委員會正式公告，批準(zhǔn)將微康益生菌動物雙歧桿菌乳亞種 BLa80列入《可用于嬰幼兒食品的菌種名單》，標(biāo)志中國自主研發(fā)的嬰幼兒菌種領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)“新的突破”。
益生菌本是“腸道原住民”，合成生物學(xué)的到來像是為它穿上特制的功能盔甲，使其化身“智能管家”?！拔覀儚闹袊拇ǜ咴羺^(qū)健康母乳樣本分離出雙歧桿菌，歷經(jīng)10余年科研攻關(guān)，研發(fā)出 BLa80?！蔽⒖狄嫔芯吭簯?yīng)用技術(shù)總監(jiān)趙云蛟介紹，團隊已開展20余項臨床研究，覆蓋2500多名受試者，其中包括1100名嬰幼兒，全面驗證菌株的安全性、耐受性和有效性。結(jié)果顯示，BLa80在嬰幼兒人群中不僅具有良好的安全性，還能改善嬰幼兒腹瀉，降低嬰幼兒過敏發(fā)生率，緩解濕疹、胃腸道及呼吸道癥狀，促進營養(yǎng)代謝?！癇La80的獲批將有效減少我國嬰幼兒益生菌市場對進口菌株的依賴，推動國產(chǎn)益生菌產(chǎn)業(yè)升級?！?/p>
幾乎同一時間，200多公里外，兩位從河南專程趕來的老客戶抵達(dá)了南京市江北新區(qū)企業(yè)軒凱生物。作為農(nóng)資經(jīng)銷商，他們想要帶回去的是產(chǎn)品“谷樂豐”特種肥料，一畝田多花390元，就能為每畝大蒜田帶來4500斤的干蒜產(chǎn)量，比原先增產(chǎn)30%以上。
產(chǎn)生神奇作用的是聚谷氨酸——于近日入選工業(yè)和信息化部消費品工業(yè)司公示的首批生物制造標(biāo)志性產(chǎn)品名單，是全省唯一入選產(chǎn)品。這是一種通過微生物發(fā)酵制備得到的生物高分子材料，有保水保肥、促進根系生長、提高肥料利用率、增強抗逆性等作用。目前，該公司的聚谷氨酸產(chǎn)品國內(nèi)市場占有率超過60%。
從蘇州到南京，從醫(yī)療到農(nóng)業(yè)，這場從顯微鏡下掀起的產(chǎn)業(yè)風(fēng)暴，在全省多領(lǐng)域加速蔓延。南京工業(yè)大學(xué)攜手英國劍橋大學(xué)研發(fā)出活體功能材料，通過3D打印技術(shù)實現(xiàn)高效生物合成，預(yù)示未來手機屏幕、日常衣物乃至其他無數(shù)可能的應(yīng)用場景，都將擁有自我修復(fù)與感知的能力；南京周子未來研制出我國第一塊細(xì)胞培養(yǎng)肉產(chǎn)品，相比傳統(tǒng)豬育肥，其生產(chǎn)周期縮短了5倍有余；江南大學(xué)組織攻克“芳香族化學(xué)品細(xì)胞工廠”關(guān)鍵技術(shù)，讓這一重要化工原料的綠色生物制造有了更為清晰的路徑……一系列關(guān)鍵領(lǐng)域核心技術(shù)的突破讓合成生物的“門檻”急速下探，需求端隨即沸騰，產(chǎn)業(yè)與規(guī)模化發(fā)展已現(xiàn)雛形。
產(chǎn)業(yè)新鏈，成勢而起
當(dāng)前，合成生物技術(shù)現(xiàn)已成為世界各國搶占的新科技戰(zhàn)略制高點，全球50多個國家和地區(qū)發(fā)布合成生物相關(guān)戰(zhàn)略部署和支持計劃。根據(jù)世界經(jīng)濟合作與發(fā)展組織(OECD)預(yù)測，到2030年，全球超20%的石化產(chǎn)品將被生物基產(chǎn)品替代，生物制造的經(jīng)濟貢獻率將達(dá)39%。
敢闖敢試的常州，親身感受著合成生物國際市場的活躍。
2024年年底，昊禾生物首批10噸L-蘋果酸發(fā)運美國，不僅實現(xiàn)長三角合成生物產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新園的首單“出?！?，更創(chuàng)下“當(dāng)年建設(shè)、當(dāng)年投產(chǎn)、當(dāng)年出?！钡母咝滤俣取＿@座于2023年開園的長三角合成生物產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新園，現(xiàn)已聚集60余家合成生物企業(yè)，平均每15天落地1個優(yōu)質(zhì)項目、產(chǎn)值超百億元、多項技術(shù)突破實現(xiàn)“第一”“唯一”。
視線外延。相隔不遠(yuǎn)的金壇，已成為合成生物產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的重要承載區(qū)、集聚區(qū)。近年來，華大集團、創(chuàng)健醫(yī)療等龍頭企業(yè)先后落戶金壇合成生物產(chǎn)業(yè)園，華大集團在金壇建成國際領(lǐng)先、國內(nèi)最大的高通量合成平臺；創(chuàng)健醫(yī)療在中國重組膠原蛋白行業(yè)中的原料銷售額連續(xù)兩年位列第一。江蘇省合成生物標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會2024年落地金壇，為全國首家。
常州合成生物產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，是全省多地加快打造合成生物產(chǎn)業(yè)高地的精彩剪影。南京、蘇州、常州、無錫等地各地因地制宜推動產(chǎn)業(yè)集群化特色化發(fā)展，涌現(xiàn)出一系列具有領(lǐng)先意義的產(chǎn)業(yè)案例。
在無錫，江南大學(xué)借助微生物發(fā)酵生產(chǎn)普通分子量的透明質(zhì)酸，把成本從每公斤幾萬元降低至每公斤僅幾百元，實現(xiàn)透明質(zhì)酸大產(chǎn)量推廣應(yīng)用，我國也成為第一個有能力生產(chǎn)全部類型透明質(zhì)酸的國家。在泰州，泰州常青樹科技生物基高分子材料項目建設(shè)現(xiàn)場即將開挖基礎(chǔ)，該項目產(chǎn)品應(yīng)用端可實現(xiàn)大健康產(chǎn)業(yè)的延鏈補鏈強鏈。“一期投資30億元，達(dá)產(chǎn)后，有望成為國內(nèi)首個實現(xiàn)從生物基礎(chǔ)原料到生物基高分子材料，并制作下游產(chǎn)品的生物基全產(chǎn)業(yè)鏈標(biāo)桿項目?！背Ｇ鄻淇萍继┲蓓椖楷F(xiàn)場負(fù)責(zé)人丁孟林說，項目中有產(chǎn)品名叫間二異丙烯基苯，既領(lǐng)先于世界，也打破了歐美國家的技術(shù)封鎖。
新技術(shù)落地帶來的指數(shù)級增長，正在醫(yī)療、能源、工業(yè)、農(nóng)業(yè)等多個產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域掀起顛覆性變化。
跨越奇點，顛覆未來
“如今的合成生物學(xué)與生物制造，正處于爆發(fā)前夜?！?/p>
中國工程院院士、生物制藥工程專家、南京工業(yè)大學(xué)國家生化工程技術(shù)研究中心主任應(yīng)漢杰將合成生物視作二三十年前的信息技術(shù)，它將重塑全球產(chǎn)業(yè)格局，推動人類從“化工文明”邁向“生物文明”。
前夜將至，一個核心問題隨之浮現(xiàn)：前沿技術(shù)的“指數(shù)級增長”與市場應(yīng)用的“線性爬坡”之間，橫亙了一道必須跨越的鴻溝，關(guān)系著創(chuàng)新鏈“基因”奔向產(chǎn)業(yè)鏈“藍(lán)?！钡捏@險一躍。
中試平臺，是這一轉(zhuǎn)換鏈條上的關(guān)鍵樞紐。南京師范大學(xué)常州合成生物產(chǎn)業(yè)研究院的概念驗證與中試平臺、創(chuàng)健醫(yī)療的全省最大合成生物蛋白智造中試平臺、以及入選工信部名單的華泰疫苗中試平臺，科創(chuàng)資源加速集聚，共同構(gòu)成全省合成生物技術(shù)轉(zhuǎn)化的基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)，旨在降低創(chuàng)新成果跨越“死亡谷”的風(fēng)險與成本。
硬件與平臺的完善僅是破題一環(huán)。產(chǎn)業(yè)的縱深發(fā)展，更深層次地依賴于“人才供給側(cè)”。
今年5月，南京師范大學(xué)食品與制藥工程學(xué)院和工業(yè)生物催化教育部重點實驗室(清華大學(xué))正式達(dá)成戰(zhàn)略合作，共同創(chuàng)建“歐陽平凱班”，開啟合成生物學(xué)拔尖人才培養(yǎng)新紀(jì)元。
在棲霞仙林片區(qū)，南京(仙林)合成生物創(chuàng)新谷也在緊鑼密鼓地建設(shè)中。該創(chuàng)新谷一期投資約3億元，建設(shè)江蘇省合成生物基礎(chǔ)研究中心和南京師范大學(xué)國際合成生物學(xué)研究中心。“與傳統(tǒng)學(xué)科的基礎(chǔ)研究與產(chǎn)業(yè)之間跨度有很大不同，合成生物往往在概念或?qū)嶒炇覙悠返臅r候就開始商業(yè)化開發(fā)，協(xié)同遞進中尤其需要我們?yōu)楫a(chǎn)業(yè)加速提供技術(shù)服務(wù)。”南京師范大學(xué)食品與制藥工程學(xué)院黨委書記吳麗娜說。
當(dāng)人才、資源、平臺在此匯聚，意味著行業(yè)即將跨越奇點，創(chuàng)造更具顛覆性的未來。
“我們的合成生物學(xué)與生物制造要立足自身資源稟賦，從非糧資源開發(fā)、微生物底盤構(gòu)建到綠色分離提純等關(guān)鍵環(huán)節(jié)著力攻堅?！睉?yīng)漢杰表示，未來，相關(guān)技術(shù)攻堅與產(chǎn)業(yè)發(fā)展要聚焦糧食安全、清潔能源、醫(yī)療健康、綠色環(huán)保等重點領(lǐng)域，構(gòu)建與國家戰(zhàn)略需求深度契合的技術(shù)路線圖?！爸挥姓?、學(xué)界、企業(yè)多方協(xié)同，才能讓它真正從實驗室走進生產(chǎn)線，成為支撐高質(zhì)量發(fā)展的硬核力量。”
新華日報·交匯點記者 柏麗娟
