2022年，国家发改委发布《“十四五”生物经济发展规划》，其中，数次提及“合成生物”。在近期召开的“两会”上，张学武、孙瑞哲等代表委员的讲话中也多次提及合成生物学。据睿兽分析数据显示，2021年至今，国内已有92家合成生物学赛道公司获得融资，融资总额达289.78亿元。其中，2023年前三个月就已有6家公司获得总额为9.39亿元的融资。
图1：合成生物学赛道融资趋势图
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制图：金融界上市公司研究院；数据来源：睿兽分析
站在政策与市场大势的风口，合成生物将是具备极大发展空间的行业赛道。所谓合成生物，就是通过技术把生命体的基因信息进行读取、记录，分析每一个基因信息的作用，并根据人类的需要改写、创造、改变基因的序列，使其成为细胞工厂为人类服务。那么，具体到实际应用中，合成生物学赛道有哪些潜力与市场应用前景？当下合成生物学的发展现状又如何呢？
底层技术发展迅猛，成本降低推动产业变革
合成生物学广义上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。简而言之，合成生物学的本质是针对特定需求，对现有自然生物体系进行改造优化或设计合成，让细胞为人类工作生产想要的物质。
要想实现这一目的，从技术端来看主要需要应用到基因测序、编辑与合成。与众多新兴技术一样，合成生物学从概念向产业的转变，最主要在于底层技术的创新。近年来，基因测序、合成、编辑等前沿技术得以快速发展，有力支撑了产业迭代升级。
例如，基因合成从传统的小片段化学合成发展到第四代酶促合成技术，合成片段的长度和效率逐步提升；基因编辑经历了从多代技术升级，基因编辑效率和准确度都有了极大的提升。从价格上看，基因测序与基因合成的成本下降迅速，2021年每Mb的基因合成成本约为0.006美元，而每个基因组的测序成本约为562美元，更低的成本使得这些技术大规模应用成为了可能。
未来随着第四代酶促合成技术的发展和成熟，DNA合成有望进一步降低成本，实现更大规模化生产。此外，人类基因组计划与高通量微生物进化培养系统的出现也大幅降低了微生物细胞工厂从设计到性能测试的资金和时间成本，使得实验室可简便地进行大规模的菌种试验，从中筛选出所需要的菌种特性。
因此从整体来看，合成生物学产业发展所需的技术链条正逐步打通，底层技术与下游培养、测试相关环节技术及设备革新已初步形成共振效应，共同驱动合成生物学由实验室走向生产端。同时，随着新技术的涌现和现有技术手段的迭代，未来转化效率有望持续提高。例如运用人工智能技术改善生物元件的鉴定和功能注释效率，加快天然生物元件优化速度，为人类从头设计基因原件、蛋白质元件提供可能等，合成生物学赛道已步入发展快车道。
六成化学产品可由生物制造，产业投资欣欣向荣
作为战略性新兴产业技术之一，合成生物学最大的特点就是能改变传统生产方式，替代原来的石化基来源及动物提取、植物提取、化学提取等。根据麦肯锡研究，生物制造的产品可以覆盖60%化学制造的产品，将颠覆农业、生物医药、能源与新材料的生产方式，并大幅降低生产成本、缩短产品周期，有望对未来医药、化工、食品、能源、材料、农业等传统行业带来巨大影响。
同时，合成生物制造是一种具有潜力的绿色生产方式，随着全球变暖及各国碳中和的提出，合成生物制造无疑成为潜在的最优解。根据创新和高技术发展司报告，和石化路线相比，生物制造产品平均节能减排30%-50%，未来潜力将达到50%-70%。
以基础化学品1,3-丙二醇合成生物制造为例，与石油路线相比，生物法制造的CO2减排63%，原料成本下降37%，能耗减少30%。在全球和国家倡导“碳中和”的背景下，合成生物学无疑提供了非常好的解决方案。
从应用领域来看，合成生物学应用领域广泛，可应用于农业、食品、化工、医疗等众多领域。例如，华恒生物(182.96 -0.16%,诊股)利用合成生物学技术全球首次成功实现微生物厌氧发酵法规模化生产L-丙氨酸，与酶法工艺相比成本可降低约50%；今年2月15日刚刚获得超4亿B4轮融资的蓝晶微生物利用合成生物学生产可降解生物材料PHA；华熙生物(111.70 -3.62%,诊股)运用合成生物学技术生产透明质酸，实现成本的大幅下降及产能的跃升等。
根据麦肯锡分析表明，预计在2030-2040年，合成生物学每年带来的经济影响将达到1.8至3.6万亿美元，到2025年，合成生物学与生物制造的经济影响将达到1000亿美元。
2020-2040合成生物学预计每年直接经济影响（万亿美元）
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资料来源：McKinsey Global Institute analysis，东吴证券(6.79 -2.02%,诊股)
就国内市场而言，合成生物学已经成为资本最为看好赛道之一，资金呈现出持续涌入的态势。据睿兽分析数据显示，2021年至今，国内已有92家合成生物学赛道公司获得融资，融资总额达289.78亿元。其中，2023年前三个月就已有6家公司获得总额为9.39亿元的融资。
国外市场，合成生物学赛道同样火热。据SynbioBeta数据，2009-2021年全球合成生物融资规模快速增长，从2011年的4亿美元增长至2021年的180亿美元，年复合增长率达46%。2021年，第四季度的28亿美元融资金额相比前三季度略有下滑，但全年初创公司筹资金额来到180亿美元，约为2009年-2020年筹资金额总和。2021年第四季度共发生了44笔融资，平均融资金额6330万美元。
结语
从技术发展、顶层设计、投融资等方面综合来看，合成生物学正处于行业成长期，凭借其在各个领域的广泛应用前景，未来有望推动生产制造升级，带来新一轮产业革命。
