在全球科技競爭日益激烈的今天，合成生物學作為一門新興的跨學科領域，正逐漸成為創(chuàng)新科技的前沿陣地。合成生物學的產業(yè)鏈上游，即使能技術的開發(fā)，是整個產業(yè)發(fā)展的關鍵。然而，中國的合成生物學產業(yè)在這一環(huán)節(jié)面臨著不小的挑戰(zhàn)。

根據(jù)波士頓咨詢公司、上海合成生物學創(chuàng)新中心與B Capital聯(lián)合發(fā)布的《中國合成生物學產業(yè)白皮書2024》，中國在多項關鍵使能技術上與國際先進水平存在差距。這些技術包括但不限于DNA測序、DNA合成、基因編輯等，它們構成了合成生物學的基礎。

來源：BCG分析

報告中提到的“設計—構建—測試—學習”（DBTL）循環(huán)，是合成生物學創(chuàng)新的核心流程。盡管目前全球范圍內這一行業(yè)都還處于早期發(fā)展階段，但海外在某些關鍵技術領域已經展現(xiàn)出了明顯的優(yōu)勢。例如，在AI數(shù)據(jù)分析、蛋白質結構預測及設計等方面，海外的預測算法準確度、數(shù)據(jù)積累以及不依賴注釋的預測算法等領域均領先于中國。

來源：專家訪談、BCG分析

設計環(huán)節(jié)

在設計環(huán)節(jié)，中國在二代測序技術方面與國際保持同步。華大智造作為國內代表，其數(shù)據(jù)產出速率和有效reads等指標與海外領先企業(yè)相媲美。這表明中國在這一關鍵領域的技術已經達到國際水平，且國產化的關鍵零部件和上游技術正在持續(xù)推進。然而，盡管在三代測序技術上起步較晚，國內生物技術公司已經陸續(xù)推出了相關產品。

數(shù)據(jù)庫和工具是設計環(huán)節(jié)的另一關鍵，目前國內企業(yè)在很大程度上依賴于海外的數(shù)據(jù)庫和工具，如廣泛使用的KEGG數(shù)據(jù)庫，它們能夠整合基因組、化學和系統(tǒng)功能等多維信息。相比之下，國外平臺公司如Zymergen已經建立了自己的基因代碼庫和菌株數(shù)據(jù)庫。此外，海外的軟件平臺如AlphaFold2、BioStudio已開始實驗性地應用于生物元件和基因組設計，這些工具有助于提升設計的精確性和效率。

構建環(huán)節(jié)

在構建環(huán)節(jié)，中國在DNA拼接技術上與海外同步，酶切鏈接、Gibson鏈接和酵母同源重組等技術中外間不存在代差。DNA合成和基因編輯技術也在快速追趕，盡管面臨專利封鎖的挑戰(zhàn)。海外有Codex DNA、DNA Script、Twist Bioscience、CustomArray、Thermo Fisher Scientific、Editas Medicine、CRISPR等代表企業(yè)，國內企業(yè)如金斯瑞、華大基因、輝大基因等正在迎頭趕上，逐步突破專利封鎖，但仍需解決長鏈DNA合成的難題和成本問題，同時提高基因編輯的精確性和效率。

測試環(huán)節(jié)

測試環(huán)節(jié)中，中國主要采用自動化機械輔助人工測試，與海外相比存在一定差距。例如，美國Ginkgo Bioworks公司已經將EncapS液滴微流控平臺商業(yè)化，能夠進行大規(guī)模菌株篩選。中國未來需要解決微流控芯片技術在大規(guī)模生產中的成本問題，控制平臺的小型化，以及提升通量。

學習環(huán)節(jié)

在學習環(huán)節(jié)，無論是國內還是國外，都還處于發(fā)展的早期階段，主要依賴人工經驗總結和學習。盡管海外在數(shù)據(jù)分析、蛋白質結構功能預測和設計等算法的準確度、數(shù)據(jù)積累方面領先，但合成生物學特有的AI技術開發(fā)，如路線設計和仿真測試，受限于數(shù)據(jù)集樣本規(guī)模，全球范圍內都尚未起步，距離成熟工具的出現(xiàn)還有較長的路要走。

面對這樣的現(xiàn)狀，中國合成生物學產業(yè)的發(fā)展策略應當聚焦于快速追趕這些關鍵技術，以確保在全球合成生物學領域中獲得足夠的話語權。這不僅需要政策層面的支持和引導，還需要科研機構、企業(yè)和資本市場的共同努力。

國內主要省市合成生物學相關政策

來源：公開資料整理；案頭研究；BCG分析。

同時，中國合成生物學產業(yè)的發(fā)展也面臨著巨大的機遇。隨著國內外對合成生物學認識的不斷深入，以及相關技術的不斷成熟，中國有望在某些細分領域實現(xiàn)突破，甚至達到或超越國際先進水平。

為了抓住這些機遇，中國合成生物學產業(yè)需要在以下幾個方面進行努力：

首先，加強基礎研究，提升原始創(chuàng)新能力；

其次，促進產學研用的深度融合，加速技術成果的轉化；

再次，加強國際合作，引進和學習國際先進技術和管理經驗；

最后，加大對合成生物學領域的投入，包括資金、人才和政策支持。

總結而言，中國合成生物學產業(yè)雖然在上游使能技術方面存在差距，但通過積極追趕和創(chuàng)新發(fā)展，完全有可能在全球合成生物學領域占據(jù)重要地位。這不僅將推動中國生物科技的進步，也將為全球合成生物學的發(fā)展做出貢獻。

編輯｜王洪

排版：李麗

參考資料：《中國合成生物學產業(yè)白皮書2024》波士頓咨詢公司|上海合成生物學創(chuàng)新中心|B Capital

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