干净整洁的实验室，有条不紊的工作人员，不停歇工作的仪器……不同于传统的制造业，这里的核心“生产者”是那些在各种器皿中的微生物，它们的身体就像一个个“细胞工厂”，能把吃进去的来自于自然界的各种廉价原料，通过身体的转化代谢后，生产出类胡萝卜素等高附加值产品。这就是合成生物制造的现实场景。6月19日，记者在“活力中国调研行”主题采访中，走进位于昌平区的北京合成生物制造产业集聚区，了解北京市在合成生物制造产业新赛道上取得的最新成果。

解决化工生产高能耗问题

合成生物被视为引领生物制造变革和生物经济发展的颠覆性技术，被誉为继“DNA双螺旋结构”、“基因组技术”之后的第三次生物科技革命。在北京微元合成生物技术公司（以下简称“微元合成”），公司联合创始人李响向记者展示了他们利用合成生物技术生产的叶黄素产品。

李响表示，叶黄素是类胡萝卜素的一种，作为一种价格较贵的保健品，可以维持视觉健康。以往生产1吨叶黄素需要用一年时间种植250亩万寿菊，还要经过一系列复杂的烘干、提炼、提纯等过程，生产成本很高。而在微元合成的实验室里，无需土地和植物，在一个装有橘黄色发酵液的玻璃罐中，微生物菌种吞入淀粉糖，便能不断代谢出叶黄素，在大幅降低生产成本的同时节约了大量耕地资源。

该公司的另一大产品是阿洛酮糖。这种糖最早发现于小麦叶片里，也天然存在于无花果等食物中，因此也被称作无花果糖。其甜度为蔗糖的70%，且不被人体代谢，几乎没有热量，不会引起血糖波动。但过往要想生产这种糖，工序非常复杂，成本高昂，因此在市面上很难见到。

微元合成在全球首创了以葡萄糖或粗蔗糖为原料直接发酵生产阿洛酮糖的技术，彻底解决了这一新型天然健康稀少糖工业生产中原料成本高、转化率低、分离困难等难题，大幅降低了生产成本。“目前我们已经进行了两期的人群安全实验，提交了相关材料，已经完成公示，预计很快大家就能喝到含有阿洛酮糖的饮料。”李响说道。

微元合成公司干净整洁的实验室

该公司创始人兼首席执行官刘波表示，目前公司多个产品管线均取得了突破，除了叶黄素、阿洛酮糖之外，他们还在全球首次实现了甘露醇的合成生物制造技术量产，为化工加氢生产甘露醇产业向绿色可持续转型提供了解决方案。

合成生物的基本技术原理是什么样的？对此，李响解释，人们要先从大自然中找到合成目标物质所需的基因片段，通过基因编辑技术将其导入目标微生物（底盘细胞）上，改造后形成全新的生命体，再“喂”它葡萄糖、油脂等原料，通过传统的发酵措施，使其代谢出高附加值材料，比如大家耳熟能详的胶原蛋白、玻尿酸等。“合成生物制造最大的优势，就是解决化工生产高能耗、高污染，农业种植效率低、成本高等问题。”他说。

打开技术落地应用新空间

当前，伴随着技术的迭代升级，合成生物制造正不断打开生物医药、食品营养、美丽经济、生物农业、生物环境、新材料、生物能源等领域的应用空间。未来科学城管委会医药健康产业处副处长郭玉东表示，合成生物制造产业的布局大约40%左右围绕生物医药领域；医美护肤也是一条重要赛道，合成生物制造可研发生产稀缺、更优质、成本更低的护肤原料，如麦角硫因、胶原蛋白、透明质酸等。

他说，合成生物学具有绿色环保、节能减排两个优势，在生物能源领域，它对产品的减碳发挥着很好的作用，比如用微生物发酵技术将秸秆、芦苇等废弃物合成生物树脂，可以制造钓鱼竿、羽毛球拍、手机背板等，用这种技术生产的聚乳酸还可以制作地膜、吸管、餐盒等。

北京市合成生物制造产业集聚区会客厅展出的合成生物产品

生物农业也是合成生物制造的重要应用领域。在北京市合成生物制造产业集聚区会客厅的生物农业展览区，特化活性酶、经过基因编辑的作物种子、用于改善土壤微生物的特殊药剂等新产品整齐排列，彰显出合成生物制造在育种、作物增产、虫害防治、动物饲料及作物改良等领域的良好前景。

郭玉东表示，我们这个聚集区有一家齐禾生物科技有限公司，在合成生物制造的生物农业领域颇具代表性。这家公司开发了一系列具有全球自主知识产权的基因编辑核心技术体系，能够实现基因的精准敲除、碱基替换、基因表达精细调控以及大片段DNA精准插入等复杂的多重基因操作。目前，该公司已实现对多个作物的农艺性状（抗病、抗虫、耐除草剂、抗逆、高产）及品质性状（甜度、营养、颜色）的精准改良，缩短了育种周期。

抢跑卡位合成生物制造产业新赛道

合成生物制造是当前全球热点的前沿未来产业。为抢跑卡位相关赛道，近年来，北京不断释放政策红利。2024年9月，《北京市加快合成生物制造产业创新发展行动计划（2024-2026年）》发布，为合成生物制造产业的发展提供了强有力的政策支持。

北京医药健康科技发展中心主任刘慧表示，北京市在合成生物制造领域已突破一碳转化、底盘细胞设计技术、大片段基因编辑技术等一批前沿技术；推动一批创新产品转化落地，如高彩霞团队开发的全球首个植物高效大片段DNA精准插入技术，应用于农业生物性状改良，使高油酸大豆油酸含量从20%提高到80%，谭天伟院士开发了全球领先的生物法制备己二酸技术，中试产量达到国际最高记录110g/L等。

她还表示，北京市正大力推动技术服务平台加速建设，强化生物设计支撑能力，提升工艺放大水平，完善第三方风险评估与合规保障服务；推进昌平、平谷合成生物制造产业集聚区有序建设，强化产业空间和配套设施保障。

作为北京市合成生物制造产业的主要承载区之一，昌平区近年来在合成生物制造方面重点布局生物医药及美丽经济、农业及食品、环保、能源、新材料“五大领域”，发布了《昌平支持合成生物制造产业高质量发展的若干措施（试行）》等支持政策，从创新孵化、产业集群、项目落地、推广应用等各个环节加大集成支持力度，推动产业链、创新链和价值链有机融合、协同互促。

目前，通过存量培育和招商引资，围绕生物基新材料、胶原蛋白、生物育种、气体发酵等细分领域，昌平区已聚集120余家合成生物制造企业，2024年全区合成生物制造产业收入超60亿元，固定资产投入项目17个，投资超43亿，已初步形成集群，成为北京市合成生物制造产业名片。

来源：北京科技报

撰文：记者 罗中云

摄影：记者 丁林