农业科技ღ◈，天生赢家 一触即发ღ◈，凯发k8国际(中国)官方网站·一触即发ღ◈。凯发k8ღ◈，当前ღ◈，我国生物制造产业正加速从技术突破迈向更多应用场景落地ღ◈，持续培育发展新动能ღ◈。它将怎样改变生产生活？又将如何发展壮大？
在天津大学合成生物前沿研究院ღ◈，科研人员将玫瑰中调控玫瑰醇合成的关键基因“嫁接”至酿酒酵母ღ◈，就能生产出玫瑰醇ღ◈。这项技术已在10吨级发酵体系中完成中试ღ◈，并制成首款“微生物玫瑰醇”香水推向市场ღ◈。
依托农林废弃物等资源ღ◈，可生产饲用蛋白ღ◈、氨基酸等产品ღ◈，有效替代豆粕ღ◈、鱼粉等传统依赖进口的蛋白原料ღ◈；
“这就是生物制造的魅力ღ◈。”中国科学院院士ღ◈、天津大学教授元英进介绍ღ◈，从抗生素ღ◈、维生素到重组蛋白ღ◈、酶制剂ღ◈、生物基材料ღ◈，再到天然色素ღ◈、香料和燃料ღ◈，生物制造已延伸至医药ღ◈、食品ღ◈、农业ღ◈、化工ღ◈、材料ღ◈、能源等多个国民经济重要行业ღ◈。
“原料获取有两种传统途径ღ◈，有的基于石油等物质通过化学手段合成ღ◈，有的从大自然中直接提取动植物成分ღ◈。”中国科学院微生物研究所项目研究员刘树文介绍ღ◈，这两种途径既有合理性ღ◈，也有明显局限ღ◈。
刘树文举例ღ◈，传统制造业非常依赖石油ღ◈，今年国际原油浮动较大ღ◈，导致石油化工路线生产的氨基酸价格翻倍ღ◈。氨基酸作为饲料营养剂的重要成分ღ◈，其价格上涨引发饲料企业涨价ღ◈，直接冲击生猪产业ღ◈。另一方面ღ◈，传统石油ღ◈、煤炭化工生产多采用高温高压工艺ღ◈，高耗能ღ◈、高排放ღ◈，环境压力较大ღ◈。
“从动植物获取原料ღ◈，往往受季节ღ◈、地域和资源约束ღ◈，像一些抗癌药物需要的原料ღ◈，只来自某种珍稀保护动植物ღ◈，实在难以获取也不利于生物多样性保护ღ◈。”刘树文说ღ◈。
元英进解释道ღ◈，生物制造过程中k8凯发天生赢家·一触即发ღ◈，生物反应通常条件温和ღ◈，原料来自可再生资源或废弃物ღ◈，生产流程能减少有毒试剂和资源消耗ღ◈。
“一个国家获取原料的能力ღ◈，关系着产业链韧性和生物科技安全ღ◈。从这个角度来看ღ◈，安全ღ◈、健康ღ◈、绿色ღ◈、经济的生物制造早已不再是一种技术补充ღ◈，而是上升到了支撑实体经济转型ღ◈、实现绿色低碳发展的产业高度ღ◈，关乎百姓福祉ღ◈。”元英进说ღ◈。
“合成生物技术是当前全球科技竞争的前沿领域ღ◈，也是国家未来产业的重点方向ღ◈。”华润双鹤药业股份有限公司董事长陆文超表示ღ◈。超大规模市场ღ◈、完整工业体系ღ◈、丰富应用场景和发酵制造基础ღ◈，是我国生物制造产业具备的明显优势ღ◈。同时ღ◈，医药ღ◈、食品ღ◈、化工ღ◈、装备等行业还为生物制造技术落地提供配套ღ◈。
工业和信息化部数据显示ღ◈，我国生物制造产业总产值约1.1万亿元ღ◈，发酵产品产量占全球70%以上ღ◈。据统计ღ◈，现代生物发酵ღ◈、生物基化学品以及生物基材料等主要产业规模已超过8000亿元ღ◈，氨基酸ღ◈、有机酸产量居世界首位ღ◈。
“未来ღ◈，衡量一个国家生物制造产业发展成效ღ◈，不是看谁的产品清单更长ღ◈，而是看谁能率先实现性能更优ღ◈、成本可承受ღ◈、环境收益可量化的生物路线ღ◈，看谁能真正让生物制造成为推动制造业高质量发展的重要引擎ღ◈。”元英进说ღ◈。
在专家看来ღ◈，我国生物制造领域在下游产业链和应用生态上具备明显优势ღ◈，但在上游部分核心环节仍存在短板ღ◈。
打个比方ღ◈，菌种里也有“冠军”ღ◈，越好的菌种ღ◈，生物合成的效率越高ღ◈，成本越低ღ◈，起到事半功倍的作用ღ◈。但是ღ◈，我国核心菌种和关键酶创制能力不足ღ◈，且受国际专利壁垒影响ღ◈，在核心菌种等领域仍存在知识产权纠纷ღ◈。
“当务之急ღ◈，就是要自己造出‘冠军’菌种ღ◈，实现自主可控ღ◈，把生物制造产业的主动权掌握在自己手中ღ◈。”刘树文说ღ◈，如今ღ◈，这样的实践越来越多ღ◈。
以维生素B5为例ღ◈，为了使菌种达到最优性能ღ◈，刘树文和团队成员历经80多轮代谢工程改造ღ◈，最终得到了心目中的“冠军”菌种ღ◈。目前ღ◈，他们利用研发的一步发酵法生产维生素B5ღ◈，已建成全球首套工业生产线ღ◈。
在天津大学btchina联盟ღ◈，科研人员把酵母超长染色体分解为可组装的标准片段ღ◈。从两条染色体的精准合成ღ◈，到5.5条合成型染色体的整合ღ◈，再到创制26万余种种质资源ღ◈，团队研究目标从“能合成”基因组逐步转向“能获得有用功能”的全新菌种ღ◈。
利福霉素S—钠盐是抗结核药物的关键成分ღ◈。曾经ღ◈，它的发酵水平上不去ღ◈，生产成本居高不下ღ◈。华润双鹤通过合成生物学手段ღ◈，自主研发筛选出高产工程菌株ღ◈，使得这类成分的单位生产成本大幅降低ღ◈。
“所里团队改造菌种研发维生素B5ღ◈，靠的是国家持续10余年的支持ღ◈，这期间反复试错ღ◈、迭代ღ◈，不断经历‘设计—编辑—测试—反馈’的循环ღ◈，从而发现生命规律ღ◈。”刘树文说ღ◈，生物制造产业回报周期长ღ◈，很难短期见到收益ღ◈，长周期的资金投入和战略定力ღ◈，才能支撑行业人员走下去ღ◈。
“即使现在找到了‘冠军’菌种ღ◈，也不意味着停止自主创新ღ◈。这个菌种是否已达到理论最大转化率btchina联盟ღ◈，是否还能提高产能ღ◈，都是科研人员一直思考探索的问题ღ◈，稍一松懈ღ◈，就可能落在别人后面ღ◈。”元英进说ღ◈。
透视全产业链ღ◈，往上游追溯ღ◈，生物制造涉及基因合成ღ◈、工业菌种ღ◈、工具酶ღ◈、试剂和生物数据等环节ღ◈。向下游延伸ღ◈，牵扯生物反应器ღ◈、在线控制ღ◈、分离纯化ღ◈、工艺软件和质量标准等ღ◈。
“专利ღ◈、菌种库ღ◈、数据算法ღ◈、核心装备和工程诀窍共同构成‘技术栈’ღ◈，任何一层薄弱都可能影响生物制造的成本与供应安全ღ◈。”元英进表示ღ◈。
元英进举例ღ◈，实验室里表现优异的菌株ღ◈，放进工业发酵罐未必仍然“听话”ღ◈，从毫升级到百吨级ღ◈，温度ღ◈、酸碱度ღ◈、溶氧等因素都会变化ღ◈。况且ღ◈，工业化看重的ღ◈，也不只有“最高产量”ღ◈，还有产量ღ◈、转化率ღ◈、生产强度ღ◈、稳定性和批次质量一致性等多项指标ღ◈。
因此ღ◈，从生物制造技术实验室到生产线ღ◈，远比按比例放大配方复杂ღ◈，需要冲破“小试”“中试”等层层关卡ღ◈，才能走向真正的产业化ღ◈。
所谓“小试”ღ◈，通常在实验室里就能解决ღ◈。刘树文介绍ღ◈，科研人员对原始菌种进行基因改造后ღ◈，会持续优化ღ◈，多次调控ღ◈，在较小规模里测试指标ღ◈。
更具挑战性的是“中试”环节ღ◈。中试平台要用接近生产的条件尽早发现问题ღ◈，避免建成大产线后再“交学费”ღ◈。真正实现科技成果转化ღ◈，签完一纸专利转让合同只是起点ღ◈，后面还要靠科研团队ღ◈、工程平台ღ◈、企业和应用场景共同接力ღ◈。
企业是创新的主体ღ◈。染菌ღ◈、传质不均ღ◈、产物降解ღ◈，任何一个细节都可能让一个在实验室表现优异的产品ღ◈，在放大阶段彻底失败ღ◈，这就是成果转化“死亡之谷”ღ◈。生物制造的“中试”环节经常由企业负责ღ◈，依托充足的资金ღ◈、人力ღ◈、技术等资源扛过难关ღ◈。
为破解“中试”环节难题ღ◈，华润双鹤增加投入k8凯发天生赢家·一触即发ღ◈，建设中试平台ღ◈，并组建30余人的团队和专业中试车间ღ◈，形成从50升到20吨的中试转产承接能力ღ◈，并面向行业开放合作ღ◈。
后期ღ◈，为实现产业化规模ღ◈，企业通过收购先进制造产线等方式ღ◈，依托成熟产业化平台ღ◈，让产品中试完成后ღ◈，就能够快速对接已验证的产业出口ღ◈，完成放大落地ღ◈。例如ღ◈，华润双鹤通过全细胞生物催化工艺实现了高效合成ღ◈，生产出生物法1,4—丁二胺产品ღ◈，经过产业化充分放大ღ◈，已成功导入下游合作伙伴的生物基高性能聚酰胺材料中ღ◈，实现了从上游单体到下游高附加值材料的产业链跨越ღ◈。
“今天我们突破了技术k8凯发天生赢家·一触即发ღ◈，明天别人也可能突破ღ◈。这还不够ღ◈，关键是要拥有可持续产出创新产品的平台ღ◈，打通产业全链条ღ◈，完成‘从0到1再到100’的跨越ღ◈。”陆文超表示ღ◈。
近年来ღ◈，我国不断加强生物制造领域顶层设计ღ◈，持续推进创新平台建设和关键核心技术攻关ღ◈。伴随人工智能（AI）与生物制造深度融合ღ◈，湖南ღ◈、浙江等多个省份打造“AI+合成生物”产业联合体ღ◈，紧密联结高校ღ◈、企业ღ◈、投资机构及科创园区ღ◈。为加强人才支撑ღ◈，中国科学院微生物研究所创新激励机制ღ◈，让更多科研人员投身生物制造赛道ღ◈。今年ღ◈，天津大学生物制造本科专业获批招生ღ◈，将培养更多懂生命科学ღ◈、化学工程ღ◈、装备和AI的复合型人才ღ◈。
唯有多方共同解题ღ◈，才能把实验室里的好指标ღ◈，变成工厂的稳定产出和市场的持续订单ღ◈，细胞“造物”的潜力才能真正释放ღ◈。
凡本报记者署名文字ღ◈、图片ღ◈，版权均属安徽商报ღ◈、安徽商报合肥网所有ღ◈。任何媒体ღ◈、网站或个人ღ◈，未经授权不得转载ღ◈、链接ღ◈、转贴或以其他方式复制发表ღ◈；已授权的媒体ღ◈、网站ღ◈，在使用时必须注明 “来源ღ◈：安徽商报或安徽商报合肥网”ღ◈，违者将依法追究法律责任ღ◈。
生物制造正在成为推动制造业高质量发展的重要引擎 “细胞工厂”里的万千世界（深度观察·未来产业里的向“新”力）
当前ღ◈，我国生物制造产业正加速从技术突破迈向更多应用场景落地ღ◈，持续培育发展新动能ღ◈。它将怎样改变生产生活？又将如何发展壮大？
在天津大学合成生物前沿研究院ღ◈，科研人员将玫瑰中调控玫瑰醇合成的关键基因“嫁接”至酿酒酵母ღ◈，就能生产出玫瑰醇ღ◈。这项技术已在10吨级发酵体系中完成中试ღ◈，并制成首款“微生物玫瑰醇”香水推向市场ღ◈。
依托农林废弃物等资源ღ◈，可生产饲用蛋白ღ◈、氨基酸等产品ღ◈，有效替代豆粕ღ◈、鱼粉等传统依赖进口的蛋白原料ღ◈；
“这就是生物制造的魅力ღ◈。”中国科学院院士ღ◈、天津大学教授元英进介绍ღ◈，从抗生素ღ◈、维生素到重组蛋白ღ◈、酶制剂ღ◈、生物基材料ღ◈，再到天然色素ღ◈、香料和燃料ღ◈，生物制造已延伸至医药ღ◈、食品ღ◈、农业ღ◈、化工ღ◈、材料ღ◈、能源等多个国民经济重要行业ღ◈。
“原料获取有两种传统途径ღ◈，有的基于石油等物质通过化学手段合成ღ◈，有的从大自然中直接提取动植物成分ღ◈。”中国科学院微生物研究所项目研究员刘树文介绍ღ◈，这两种途径既有合理性ღ◈，也有明显局限ღ◈。
刘树文举例ღ◈，传统制造业非常依赖石油ღ◈，今年国际原油浮动较大ღ◈，导致石油化工路线生产的氨基酸价格翻倍ღ◈。氨基酸作为饲料营养剂的重要成分ღ◈，其价格上涨引发饲料企业涨价ღ◈，直接冲击生猪产业ღ◈。另一方面ღ◈，传统石油ღ◈、煤炭化工生产多采用高温高压工艺ღ◈，高耗能ღ◈、高排放btchina联盟ღ◈，环境压力较大ღ◈。
“从动植物获取原料ღ◈，往往受季节k8凯发天生赢家·一触即发ღ◈、地域和资源约束ღ◈，像一些抗癌药物需要的原料ღ◈，只来自某种珍稀保护动植物ღ◈，实在难以获取也不利于生物多样性保护ღ◈。”刘树文说ღ◈。
元英进解释道ღ◈，生物制造过程中ღ◈，生物反应通常条件温和ღ◈，原料来自可再生资源或废弃物ღ◈，生产流程能减少有毒试剂和资源消耗ღ◈。
“一个国家获取原料的能力ღ◈，关系着产业链韧性和生物科技安全ღ◈。从这个角度来看ღ◈，安全ღ◈、健康ღ◈、绿色ღ◈、经济的生物制造早已不再是一种技术补充ღ◈，而是上升到了支撑实体经济转型ღ◈、实现绿色低碳发展的产业高度ღ◈，关乎百姓福祉ღ◈。”元英进说ღ◈。
“合成生物技术是当前全球科技竞争的前沿领域ღ◈，也是国家未来产业的重点方向k8凯发天生赢家·一触即发ღ◈。”华润双鹤药业股份有限公司董事长陆文超表示btchina联盟ღ◈。超大规模市场ღ◈、完整工业体系ღ◈、丰富应用场景和发酵制造基础ღ◈，是我国生物制造产业具备的明显优势ღ◈。同时ღ◈，医药ღ◈、食品ღ◈、化工ღ◈、装备等行业还为生物制造技术落地提供配套ღ◈。
工业和信息化部数据显示ღ◈，我国生物制造产业总产值约1.1万亿元ღ◈，发酵产品产量占全球70%以上ღ◈。据统计ღ◈，现代生物发酵ღ◈、生物基化学品以及生物基材料等主要产业规模已超过8000亿元ღ◈，氨基酸ღ◈、有机酸产量居世界首位ღ◈。
“未来ღ◈，衡量一个国家生物制造产业发展成效ღ◈，不是看谁的产品清单更长ღ◈，而是看谁能率先实现性能更优ღ◈、成本可承受ღ◈、环境收益可量化的生物路线ღ◈，看谁能真正让生物制造成为推动制造业高质量发展的重要引擎ღ◈。”元英进说ღ◈。
在专家看来ღ◈，我国生物制造领域在下游产业链和应用生态上具备明显优势ღ◈，但在上游部分核心环节仍存在短板ღ◈。
打个比方ღ◈，菌种里也有“冠军”ღ◈，越好的菌种ღ◈，生物合成的效率越高ღ◈，成本越低ღ◈，起到事半功倍的作用ღ◈。但是ღ◈，我国核心菌种和关键酶创制能力不足ღ◈，且受国际专利壁垒影响ღ◈，在核心菌种等领域仍存在知识产权纠纷ღ◈。
“当务之急ღ◈，就是要自己造出‘冠军’菌种ღ◈，实现自主可控ღ◈，把生物制造产业的主动权掌握在自己手中ღ◈。”刘树文说ღ◈，如今ღ◈，这样的实践越来越多ღ◈。
以维生素B5为例k8凯发天生赢家·一触即发ღ◈，为了使菌种达到最优性能ღ◈，刘树文和团队成员历经80多轮代谢工程改造ღ◈，最终得到了心目中的“冠军”菌种ღ◈。目前ღ◈，他们利用研发的一步发酵法生产维生素B5ღ◈，已建成全球首套工业生产线ღ◈。
在天津大学ღ◈，科研人员把酵母超长染色体分解为可组装的标准片段ღ◈。从两条染色体的精准合成btchina联盟ღ◈，到5.5条合成型染色体的整合ღ◈，再到创制26万余种种质资源ღ◈，团队研究目标从“能合成”基因组逐步转向“能获得有用功能”的全新菌种ღ◈。
利福霉素S—钠盐是抗结核药物的关键成分ღ◈。曾经ღ◈，它的发酵水平上不去ღ◈，生产成本居高不下ღ◈。华润双鹤通过合成生物学手段ღ◈，自主研发筛选出高产工程菌株ღ◈，使得这类成分的单位生产成本大幅降低ღ◈。
“所里团队改造菌种研发维生素B5ღ◈，靠的是国家持续10余年的支持ღ◈，这期间反复试错ღ◈、迭代ღ◈，不断经历‘设计—编辑—测试—反馈’的循环ღ◈，从而发现生命规律ღ◈。”刘树文说ღ◈，生物制造产业回报周期长ღ◈，很难短期见到收益ღ◈，长周期的资金投入和战略定力ღ◈，才能支撑行业人员走下去ღ◈。
“即使现在找到了‘冠军’菌种ღ◈，也不意味着停止自主创新ღ◈。这个菌种是否已达到理论最大转化率ღ◈，是否还能提高产能ღ◈，都是科研人员一直思考探索的问题ღ◈，稍一松懈ღ◈，就可能落在别人后面ღ◈。”元英进说ღ◈。
透视全产业链ღ◈，往上游追溯ღ◈，生物制造涉及基因合成ღ◈、工业菌种ღ◈、工具酶ღ◈、试剂和生物数据等环节ღ◈。向下游延伸ღ◈，牵扯生物反应器ღ◈、在线控制ღ◈、分离纯化ღ◈、工艺软件和质量标准等ღ◈。
“专利ღ◈、菌种库ღ◈、数据算法ღ◈、核心装备和工程诀窍共同构成‘技术栈’ღ◈，任何一层薄弱都可能影响生物制造的成本与供应安全btchina联盟ღ◈。”元英进表示ღ◈。
元英进举例ღ◈，实验室里表现优异的菌株ღ◈，放进工业发酵罐未必仍然“听话”ღ◈，从毫升级到百吨级k8凯发天生赢家·一触即发ღ◈，温度ღ◈、酸碱度ღ◈、溶氧等因素都会变化ღ◈。况且ღ◈，工业化看重的ღ◈，也不只有“最高产量”ღ◈，还有产量ღ◈、转化率ღ◈、生产强度ღ◈、稳定性和批次质量一致性等多项指标ღ◈。
因此ღ◈，从生物制造技术实验室到生产线ღ◈，远比按比例放大配方复杂ღ◈，需要冲破“小试”“中试”等层层关卡ღ◈，才能走向真正的产业化ღ◈。
所谓“小试”ღ◈，通常在实验室里就能解决ღ◈。刘树文介绍ღ◈，科研人员对原始菌种进行基因改造后ღ◈，会持续优化ღ◈，多次调控ღ◈，在较小规模里测试指标ღ◈。
更具挑战性的是“中试”环节ღ◈。中试平台要用接近生产的条件尽早发现问题ღ◈，避免建成大产线后再“交学费”ღ◈。真正实现科技成果转化ღ◈，签完一纸专利转让合同只是起点ღ◈，后面还要靠科研团队ღ◈、工程平台ღ◈、企业和应用场景共同接力ღ◈。
企业是创新的主体ღ◈。染菌ღ◈、传质不均ღ◈、产物降解ღ◈，任何一个细节都可能让一个在实验室表现优异的产品ღ◈，在放大阶段彻底失败ღ◈，这就是成果转化“死亡之谷”ღ◈。生物制造的“中试”环节经常由企业负责ღ◈，依托充足的资金ღ◈、人力ღ◈、技术等资源扛过难关ღ◈。
为破解“中试”环节难题ღ◈，华润双鹤增加投入ღ◈，建设中试平台ღ◈，并组建30余人的团队和专业中试车间ღ◈，形成从50升到20吨的中试转产承接能力ღ◈，并面向行业开放合作ღ◈。
后期ღ◈，为实现产业化规模ღ◈，企业通过收购先进制造产线等方式ღ◈，依托成熟产业化平台ღ◈，让产品中试完成后ღ◈，就能够快速对接已验证的产业出口ღ◈，完成放大落地ღ◈。例如ღ◈，华润双鹤通过全细胞生物催化工艺实现了高效合成ღ◈，生产出生物法1,4—丁二胺产品ღ◈，经过产业化充分放大ღ◈，已成功导入下游合作伙伴的生物基高性能聚酰胺材料中ღ◈，实现了从上游单体到下游高附加值材料的产业链跨越ღ◈。
“今天我们突破了技术ღ◈，明天别人也可能突破ღ◈。这还不够ღ◈，关键是要拥有可持续产出创新产品的平台ღ◈，打通产业全链条ღ◈，完成‘从0到1再到100’的跨越ღ◈。”陆文超表示ღ◈。
近年来ღ◈，我国不断加强生物制造领域顶层设计ღ◈，持续推进创新平台建设和关键核心技术攻关ღ◈。伴随人工智能（AI）与生物制造深度融合ღ◈，湖南ღ◈、浙江等多个省份打造“AI+合成生物”产业联合体ღ◈，紧密联结高校ღ◈、企业ღ◈、投资机构及科创园区ღ◈。为加强人才支撑ღ◈，中国科学院微生物研究所创新激励机制ღ◈，让更多科研人员投身生物制造赛道ღ◈。今年ღ◈，天津大学生物制造本科专业获批招生ღ◈，将培养更多懂生命科学ღ◈、化学工程ღ◈、装备和AI的复合型人才ღ◈。
唯有多方共同解题ღ◈，才能把实验室里的好指标ღ◈，变成工厂的稳定产出和市场的持续订单ღ◈，细胞“造物”的潜力才能真正释放ღ◈。
