合成生物产业链一览
一. 合成生物学概览
合成生物学是以工程学思想为指导,对天然生物系统进行重新设计与改造,或设计并合成新的生物元件、组件和系统的学科。
其策略包括两个方面:
(1)一是自上而下的逆向工程,即通过对天然存在的生物系统进行重新设计和改造,使之增添新的功能。
(2)二是自下而上的正向工程,即通过设计和构建新的生物元件、组件和系统,创造全新的人工生物系统。
. 合成生物学应用场景
目前阶段,合成生物学落地场景主要为改造微生物来生产产品,在医药、化工、能源、食品、消费、农业等领域均已有众多应用。
3.1 医药领域
化学法集中于结构清晰、简单的化学物质,对于天然药物等大分子化合物大多只能天然提取。
通过合成生物学手段,将基因簇进行异源表达并利用发酵工程进行大规模制备,提高生产效率、经济效益。
案例:生物合成青蒿素降低成本优势显著。
抗疟药物青蒿素的传统生产模式是通过种植黄花蒿,经过18个月生长周期才可进行提取。
而利用合成生物学技术,在大肠杆菌内构建青蒿酸的生物合成途径,再通过体外化学合成得到青蒿素,几周便可量产。
3.2 化工领域
(1)可最大限度的利用可再生的生物碳源替代不可再生的化石碳源:
微生物通过糖酵解过程产生丁醇、乳酸、甲烷等工业原料,进一步还可获取甘油、丙酮酸、氨基酸等,这一过程绕开了传统石油化工。
(2)在部分化学品生产上已体现出成本优势
受益于规模效应,目前由合成生物学可大规模生产的己二酸(ADA)、1,4-丁二醇、L-丙氨酸等,已达到低于石油基路径的生产成本。
3.3 能源领域
案例:利用合成生物学改造微生物将工业废气转化为乙醇。
3.4 食品
案例:利用合成生物学改造酵母生产豆血红蛋白用于人造肉。
国内厂商梳理
中下游平台型及产品型企业数量众多,按下游产品应用分类:
(5)农业:博恩集团、溢多利。
川宁生物:以合成生物学研究为核心,专注保健品原料、高端化妆品原料、生物可降解材料等产品,其中红没药醇用于化妆品制作。
凯赛生物:生物基聚酰胺龙头厂商,公司利用合成生物学技术,构建高效工程菌,生物法长链二元酸年产能达到11.5万吨,全球份额第一。
嘉必优:生物发酵营养素龙头厂商,以合成生物学为底层技术,生产生物基营养化学品,包括ARA、DHA、β胡萝卜素、SA等系列产品。