深圳“20+8”之合成生物产业——前景机遇与技术趋势探析-前瞻产业研究院

深圳“20+8”之合成生物产业——前景机遇与技术趋势探析前瞻产业研究院2024年1月报告主创：徐文强院长报告制作：廖子璇CONTENTS目录深圳市合成生物产业现状与机遇01合成生物产业发展挑战02合成生物产业技术发展趋势03深圳市合成生物产业发展总结与建议04优势&机遇1.1 合成生物发展历程及界定1.3 深圳市合成生物产业政策机遇1.4 深圳市合成生物产业优势总结1.2 全国与深圳市合成生物产业发展现状合成生物学是一门以工程学思想为指导、多学科结合的新兴领域，通过一系列重新设计与技术改造生物体或细胞以使其具有新的能力，在此过程中设计与构建一系列新的标准化的生物元件、组件与系统，以实现理想的生物制造能力。合成生物学的本质是让细胞为人类工作生产想要的物质。该技术突破自然进化的限制，以“人工设计与编写基因组”为核心，可针对特定需求从工程学角度设计构建元器件或模块。1.1.1 合成生物定义界定：让细胞为人类工作生产想要的物质资 料 来 源 ： 前 瞻 产 业 研 究 院 整 理合成生物学示意图基因编辑底盘细胞真核细胞原核细胞通用植物底盘微生物组生物设计基因组元件线路生物网格细胞培养细胞筛选反馈从研发到应用发酵过程纯化分离生物基制品1.1.2 合成生物发展历程：中国当前处于发展新阶段资 料 来 源 ： 前 瞻 产 业 研 究 院 整 理合成生物发展历程发展初期19901990-2000年2001-2013年1990年10月，“人类基因组计划”在美国首先启动，进而英、日、法、德相继参与，组成了国际“人类基因组计划”协作组。19941994年，中国“人类基因组计划”（CHGP）启动19971997年中国专家商议要申请加入国际“人类基因组计划”，推动中国基因组科学的发展。19991999年，国际“人类基因组计划”协作组公布了中国加入“人类基因组计划”的申请，并于同年9月1日正式向全世界宣布。1999年，北京华大基因研究中心成立，与遗传所人类基因组中心等共同承担基因序列工作。扩张和发展期20052005年，华大基因牵头中华协作组，承担的10%国际人类基因组单体型图计划（HapMap）在《Nature》发表20082008年初，深圳华大基因研究院、英国桑格研究所以及美国国立人类基因组研究所等多家机构共同启动了“千人基因组计划”。成果于2010年10月28日以封面文章形式发表在《自然》杂志上。2008年，中国科学院合成生物学重点实验室成立，是国内第一个合成生物学重点实验室20112011年，国家植物基因研究中心（北京）第一届理事会第二次会议在遗传发育所召开2014-2021年20152015年，华大面向全球发布自主研发的首款桌面型高通量测序系统BGISEQ-50020182018年，华大在国际顶级学术期刊《细胞》上发表了迄今为止最大规模的中国人基因组学大数据研究成果20192019年，深圳合成生物学创新研究院成立20212021年12月，国家合成生物技术创新中心核心研发基地项目主体完工2022年至今20222022年至今，由合成生物学带动的技术平台已经在很多领域落地应用。合成生物学的研究范式从大数据开始，经历数据挖掘、建模和演算，最后发展到由人工智能（AI）引领的数字合成生物学。它把生命科学推向预测科学，使其有了强大的预测能力，成为融合实验科学、工程科学和预测科学的新兴交叉学科，AI赋能的数字合成生物学将会是未来行业发展的重要方向之一。发展新阶段资料来源：前瞻产业研究院整理20142015201620172018201920202021美国欧盟英国中国对比中国与欧美等发达国家的政策历程，中国合成生物产业起步相对较晚，但是发展速度惊人，从“十三五”开始，合成生物学被列为战略前瞻性重大科学问题和前沿共性生物技术，国家出台了一系列政策支持合成生物学的发展。政策历程1.1.2 合成生物政策发展历程：中国合成生物产业起步相对较晚20222023《向国会报告：合成生物学》《国防部科技优先事项》启动敏捷生物铸造厂联盟计划《合成生物学时代的生物防御》《2019年工程生物学研究与开发法案》《2021美国创新与竞争法案》《关于推进生物技术和生物制造创新以实现可持续、安全和可靠的美国生物经济的第14081号行政命令》《国家生物技术和生物制造计划》《英国合成生物学战略计划》《至2030年国家生物经济战略》《工程生物学国家愿景》《英国生命科学战略：构建生命科学生态系统》《工程生物学：英国经济和国家目标的机遇《世界领先IT国家创造宣言》《地平线2020（欧盟科研框架计划）》《面向生物经济的欧洲化学工业路线图》《关于合成生物学定义的意见》《欧盟生物经济战略进展报告》《国家生物质能战略的基石》《生物战略2019》《技术评估：合成生物学》《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》《国务院关于全面加强基础科学研究的若干意见》《“十四五”生物经济发展规划》《工业领域碳达峰实施方案》《关于扩大战略性新兴产业投资培育壮大新增长点增长极的指导意见》《产业结构调整指导目录（2023年本》《关于加快传统制造业转型升级的指导意见》《加强“从0到1”基础研究工作方案》《“十四五”原材料工业发展规划》合成生物学本身的发展和增长受益于多种技术的融合，从产业链来看，上游生物体设计企业主要提供底层技术和应用支持，比如DNA测序/合成/存储、基因编辑、蛋白设计和催化，代表性企业有Twist、金斯瑞、script、Codex等；中下游企业负责合成生物产品制造，例如材料与化学品等领域，代表性企业有金丹科技、海正生物、BioNTech等。1.2.1 全国合成生物产业现状：合成生物产业链覆盖面庞大资 料 来 源 ： 前 瞻 产 业 研 究 院 整 理上游中游下游合成生物设计（使能技术/基础平台）基因测序Illumina、PacBio、Thermo、Fisher、PacBio、连川生物基因合成Twist、金斯瑞、script、Codex、泓迅生物、IDT、蓝晶微生物基因存储及芯片Twist、伯科生、Nykode基因组编辑金斯瑞、Synthego菌株设计/生产Gingko、惠和生物 、Amyris 、Zymergen无细胞合成OriCiro 、康码 生酶/蛋白设计/催化Novozyme 、 蔚 蓝生物、Absci、诺唯赞、Codexis、弈柯菜、Arzeda、百图生科合成生物产品制造材料金丹科技、海正生物、凯赛生物、国生科技、Braskem 、DanimerScientific化学品Lygos、凯赛生物 、 梅花生物 、华恒生物 、Lumen Bioscience、欣贝菜 、 瑞德林 、森瑞斯医美/健康态创生物、巨子生物、未名拾光 、华熙生物、中科财扬食品Beyond Meat、星期零、安琪酵母、Biomilq、帝斯曼、一兮生物、嘉必优基因编辑治疗EditasMedicine 、Caribou Bio 、瑞风生物、IntelliaTherapeutics免疫疗法明巨诺、复星凯特、恒润达生、觊基因、南京传奇诊断达安基因、华大基因、科华生物、艾德生物育种/植保Green light、AgBiome、Corteva 、聚维元创应用场景医疗健康工业化学品农业食品能源根据Resear