一文科普：什么是合成生物学？有何应用前景？

同花顺*天风医药重磅推出合成生物概念指数，指数代码886077。

在21世纪的科技浪潮中，合成生物学正逐渐揭开生命奥秘的新篇章。这是一门结合生物学、工程学、计算机科学等多学科知识的前沿领域，旨在通过工程化的方法设计和构建新的生物部件、装置和系统，甚至重新设计生命体。随着技术的不断进步，合成生物学不仅在科学研究中显示出巨大潜力，也在医药、农业、环保和能源等多个领域展现出广泛的应用前景，预示着人类生产和生活方式的革命性变化。

合成生物学的定义

合成生物学，狭义上指的是采用工程化的设计理念，改造或创造超越自然功能的人造生命体系或功能系统。这一定义涵盖了两大方向：

一是通过基因工程和代谢工程等技术“自上而下”地改造生命，如将新功能引入细胞；

二是“自下而上”地创造生命，即体外合成全新的生命系统，如人工细胞。广义上，合成生物学还包括对生命有机体关键要素的创新应用，例如酶催化合成、无细胞合成、DNA存储等。 

合成生物学的应用前景 

合成生物学的应用前景广阔，它正在多个领域内开启新的可能。在生物医药领域，合成生物学技术有助于开发新药、实现基因治疗和推动个性化医疗的发展。农业方面，通过基因编辑改良作物，可以提高产量和抗病虫害能力，同时减少化肥和农药的使用。在食品与营养领域，合成生物学能够生产替代蛋白，如人造肉和奶，这对素食者和乳糖不耐人群具有重要意义。

消费个护行业中，合成生物学的原理被用来开发具有生物活性的新型成分，为化妆品和个人护理产品带来创新。高性能材料领域中，合成生物学生产高性能蛋白和新型聚合材料，为制造业提供更环保、更高效的材料选择。此外，合成生物学也在大宗化学品和生物能源的生产中发挥作用，通过生物制造方法减少对化石燃料的依赖，助力实现绿色可持续发展。

合成生物学的产业链 

上游：使能技术平台：这一环节聚焦于开发合成生物学所需的核心技术，包括基因合成、编辑技术、生物信息学工具等。 

中游：平台赋能型公司：中游企业通常提供技术平台，如基因编辑平台、生物反应器等，这些平台可以被用来设计和测试新的生物系统。 

下游：产品与应用开发：下游企业则专注于将合成生物学技术转化为实际产品，如药物、生物燃料、环保材料等，并推动这些产品的商业化。

国家和地方政策

合成生物学的发展受到了国家和地方政府的高度重视和支持。在中国，科技部在“十二五”期间启动了合成生物学研究项目，推动了这一学科的发展。《“十三五”生物技术创新专项规划》将合成生物技术列为重点发展的颠覆性技术之一。2022年5月，国家发展改革委印发《“十四五”生物经济发展规划》，强调底层技术的建设，以及在医药、农业、食品等领域的应用。 

地方层面，北京、上海、天津、江苏等地均明确提出了合成生物学方向的规划和布局，出台了一系列支持合成生物学产业发展的政策。例如，北京提出重点研发合成生物技术，构建现代化生物育种技术体系；天津目标成为全球合成生物技术的原始创新策源地和战略高地；上海则提出建设合成生物全球创新策源高地、国际成果转化高地和国际高端智造高地的目标。 这些政策的出台，不仅为合成生物学的研究和产业化提供了资金和政策支持，也为合成生物学的发展创造了良好的环境和条件。

合成生物学的发展预示着科学技术的一次重大飞跃，它将为解决全球性问题提供新的解决方案。然而，这项技术的发展也伴随着伦理和安全方面的挑战，需要社会各界共同努力，确保合成生物学的发展能够造福人类，同时避免潜在的风险。未来，合成生物学将继续作为一项变革性技术，引领人类社会进入一个全新的时代。

（资料来源：中国合成生物学产业 白皮书2024）

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