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写入生物经济“十四五”!合成生物迎高光时刻 未来靠“西北风”也能吃饱饭?

文章来源:财联社 更新时间:2022-05-10 浏览次数:82
2022年05月10日 15:09
 
作者: 郑远方
 
来源: 财联社
 
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  5月10日,国家发展改革委印发《“十四五”生物经济发展规划》(下称“《规划》”)。文件提出,“十四五”时期,我国生物技术和生物产业加快发展,生物经济成为推动高质量发展的强劲动力,生物安全风险防控和治理体系建设不断加强。

  同时,《规划》指明了四大重点发展领域:生物医药、生物农业、生物质替代应用、生物安全。

  其中在生物医药方面,顺应“以治病为中心”转向“以健康为中心”的新趋势,发展面向人民生命健康的生物医药,满足人民群众对生命健康更有保障的新期待。

  在生物农业方面,顺应“解决温饱”转向“营养多元”的新趋势,发展面向农业现代化的生物农业,满足人民群众对食品消费更高层次的新期待。

  值得注意的是,在《规划》中,合成生物学多次受到提及,覆盖医疗健康、食品消费两大领域:

  加强原创性、引领性基础研究。瞄准临床医学与健康管理、新药创制、脑科学、合成生物学、生物育种、新发突发传染病防控和生物安全等前沿领域;

  有序发展全基因组选择、系统生物学、合成生物学、人工智能等生物育种技术,着力提升良种培育、生产加工、推广应用等能力,加快构建商业化育种创新体系;

  发展合成生物学技术,探索研发“人造蛋白”等新型食品,实现食品工业迭代升级,降低传统养殖业带来的环境资源压力;

  推动合成生物学技术创新,突破生物制造菌种计算设计、高通量筛选、高效表达、精准调控等关键技术,有序推动在新药开发、疾病治疗、农业生产、物质合成、环境保护、能源供应和新材料开发等领域应用。

  合成生物学是什么?

  广义上,合成生物学是指通过构建生物功能元件、装置和系统,对细胞或生命体进行遗传学设计、改造,使其拥有满足人类需求的生物功能,甚至创造新的生物系统。目前,合成生物学落地的主要场景为改造微生物,以生产具有高附加值、通过传统方法化学生产成本较高、碳排放较大或难以大量获得的产品。

  合成生物应用场景丰富,涵盖医疗健康、化工、农业、食品、消费品等;同时,行业技术不断推进,在DNA合成、组装及基因编辑技术进步下,行业通量和成本大幅改善。中信证券预计,2020-2025年,全球合成生物市场规模将保持22.5%的高年均复合增速,至2025年有望突破200亿美元。

  放眼全球,多地政府已出台政策支撑产业发展。

  单看国内,广东省、山西省、甘肃省、上海市、北京市、天津市等多省市规划频繁提及合成生物,部分省市政府发布科技创新“十四五”规划,力推合成生物学发展,推动基因编辑、拼装、重组等合成生物相关技术发展,构建合唱生物创新技术平台,推动技术应用。

  二氧化碳为原料我国人造蛋白、合成淀粉已获进展

  如上文所述,《规划》中提及发展合成生物学技术,探索研发“人造蛋白”等新型食品。

  实际上,我国此前已在工业级人造蛋白实现重大突破。

  去年,我国农科院饲料所和首钢朗泽公司联合研制的新型人工合成蛋白质技术,可通过自然界中一氧化碳、以及二氧化碳尾气及氮源(氨)进行化学合成,实现22秒快速合成,也在当时创下85%转化率的世界第一人工合成蛋白质纪录。

  更重要的是,在这一技术支持下,我国首次实现工业级批产人造蛋白质,形成万吨级工业产能,这不仅有望极大改善我国牲畜饲料严重依赖国外进口大豆豆粕的窘境,同时也从根本上解决了畜牧业和饲养养殖产业达到“双碳”目标的一个重要难题。

  而在食品方面,合成生物的一大知名“代表作”便是人造肉。

  其主要分为用植物特定蛋白合成的 “植物肉” 和用动物干细胞培养的 “细胞肉” 两大类。川财证券认为,人造肉可有效减轻畜牧业对环境的负面影响,节省土地、粮食作物、水等自然资源;其次具有零胆固醇、低脂肪和少量膳食纤维等优势;同时也有利于缓解肉类农产品供应压力。

  值得一提的是,此前美、日两国已均有初创企业研究出相关技术,可使用二氧化碳等为原料,制造人造肉的蛋白质。

  除人造肉之外,人工合成淀粉是合成生物学的另一大食品级成果。与人造蛋白一样,其也是以二氧化碳为原料之一,进行化学合成。

  就在去年9月,中国科学院宣布,该院天津工业生物技术研究所研究人员提出一种颠覆性的淀粉制备方法,不依赖植物光合作用,以二氧化碳、电解产生的氢气为原料,成功生产出淀粉,在国际上首次实现了二氧化碳到淀粉的从头合成,使淀粉生产从传统农业种植模式向工业车间生产模式转变成为可能,取得原创性突破。

  综合来看,合成生物学产业链中:

  上游主要为提供DNA合成、基因编辑等底层技术的公司,包括Twist、金斯瑞生物科技、Codex DNA等。分析师认为,这一环节有望受益于行业发展带来的需求提升;

  中游是以菌株改造及自动化平台为核心的平台型公司,通过整合相应技术,提供高效且可复用的技术平台,包括Amyris、Ginkgo等;

  下游则为利用合成生物学技术生产各领域所需产品的产品型公司。中信建投建议从行业难点出发,关注选品合理、具有规模化生产能力的公司,例如凯赛生物华恒生物、川宁生物、Lanzatech;

  同时,分析师还关注华熙生物华东医药浙江医药等积极布局或转型的公司,其中华熙生物已将合成生物学作为研发战略重要方向。