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6月27日，廣州生產力促進中心（廣州創(chuàng)新戰(zhàn)略研究院）、華南理工大學生物科學與工程學院聯(lián)合舉辦廣州合成生物產業(yè)化研討會。一批來自高校和科研機構的最新科研成果在會上展出，會議還圍繞廣州合成生物產業(yè)化存在的問題和解決方案、合成生物成果轉化平臺建設、AI技術賦能合成生物等內容進行交流討論。與會專家學者在會上提出，希望政府部門謀劃激勵政策，生產力促進中心搭建成果轉化服務、中試驗證平臺，企業(yè)參與成果產業(yè)化，撬動產業(yè)投資和保險機構投入成果轉化過程，促進創(chuàng)新鏈與產業(yè)鏈有機融合，幫助科技成果跨越“死亡谷”。來自政府、高校、科研機構、企業(yè)和投融資、保險機構的近60位代表參加了會議。

替代“化學合成”造物 合成生物科研再傳新進展

合成生物產業(yè)的巨大發(fā)展?jié)摿φ饾u被更多人認識、認可，其以“生物制造”的方式，提出了對“化學合成”造物的新替代方案。全球知名的管理咨詢公司麥肯錫預測，70%的化學制造產品，未來可以通過生物學手段生產，每年帶來的直接經濟效益將達到3.6萬億美元。

廣州眾多高校和科研機構的學者們對此早已開展了研究。會上，多位來自高校和科研機構的專家分享了他們最新的科研成果。

華南師范大學副校長、生命科學學院教授、博士生導師，廣東省植物發(fā)育生物工程重點實驗室主任陽成偉長期從事植物高溫脅迫應答分子機制及次生代謝調控研究。會上，他主要分享了植物合成生物學的應用、潛力，及其最新科研成果。

植物合成生物學通過基因編輯、代謝工程和人工合成生物系統(tǒng)，實現(xiàn)對植物性狀的精準調控，使其生成目標物質。

抗氧化劑被廣泛運用于藥品、保健品、化妝品、食品，以及塑料等工業(yè)用品上，應用場景廣泛、市場潛力巨大?！澳壳?，大部分的抗氧化劑通過化學合成，其缺點是高溫下不穩(wěn)定，容易分解成致癌小分子物質。”陽成偉教授分享道，迭迭香在西方國家被公認為第三代天然抗氧化劑，即使在高達240攝氏度高溫下也十分穩(wěn)定，可有效解決化學合成氧化劑的短板。

陽成偉教授的研究實現(xiàn)了對迭迭香抗氧化劑的基因組解釋，并通過煙草植物底盤實現(xiàn)抗氧化成分的增產。通過動物試驗，他還發(fā)現(xiàn)迭迭香中的抗氧化成分蘆葦草酸具有降脂功能，使其具有開發(fā)降脂產品的良好市場前景。

與植物合成生物不同的另一種合成生物方式為微生物合成，后者通過開發(fā)細胞工廠，使其生產目標物質。華南理工大學生物科學與工程學院三級教授、博士生導師，廣東省發(fā)酵與酶工程重點實驗室副主任韓雙艷主要研究碳一化合物轉化與微生物細胞工廠構建，并主編了“十四五”規(guī)劃教材《酶工程》。

為了解決細胞工廠需要以甘蔗、玉米等糧食作物為原料“與人爭糧”的行業(yè)難題，她利用畢赤酵母構建細胞工廠。畢赤酵母作為一種典型的嗜甲醇酵母，可以在唯一碳源的培養(yǎng)基中進行代謝和生長，具有生長速度快、雜質蛋白表達量少、基因遺傳穩(wěn)定等優(yōu)點。

科研的過程需要解決許多的難題。針對畢赤酵母“食用”甲醛顯露出來的甲醛濃度影響細胞活性、副產物損害細胞等短板，韓雙艷從代謝工程改造、菌種進化和培養(yǎng)條件優(yōu)化三個方面著手，提出新的改善策略，實現(xiàn)了畢赤酵母可在10%甲醛濃度（液體培養(yǎng)基）下的生長，進一步改善了細胞對甲醛的利用。

細胞工廠構建完畢后，多種物質得以“生物合成”，韓雙艷列舉了多個案例，包括芳香家族化合物、β-熊果苷、多巴胺、對香豆酸、補骨脂酚。值得一提的是，在連續(xù)不斷的科研攻關下，這些物質的生產效率正在逐步提高。

上述物質具有廣泛的應用前景。例如，β-熊果苷毒副作用少，主要用于高級化妝品，是國際公認的綠色美白添加劑原料之一；多巴胺作為神經遞質和臨床急救藥物，2023年在我國的市場規(guī)模約86.23億元，且復合增長率達8%—10%的；補骨脂酚具有抗氧化、抗衰老、控油抗痘、抗菌抗炎的功效，目前在我國市場尚處發(fā)展初期階段，在國外市場已十分盛行。

AI賦能合成生物增效降本 3個月可完成單一產品研發(fā)

合成生物學的發(fā)展由來已久，最早在上世紀初就被提出來，隨著基因編輯技術不斷成熟、人工智能技術的發(fā)展和賦能，生產成本不斷下降，近年來得到爆發(fā)式發(fā)展。

合成生物學是一門橫跨生物學、基因組學、工程學和信息學的交叉學科。人工智能技術在合成生物學中的原件工程、基因線路、代謝工程、基因組工程中能夠“大顯身手”，可極大提升效率、降低成本、縮短研發(fā)周期。2024年的諾貝化學獎獲得者之一戴維·貝克，便是因為在計算蛋白質設計方面的突出貢獻而獲獎。

會上，來自鵬城實驗室的研究員王宇分享了人工智能在合成生物領域的最新研究和應用。王宇曾在德國生物信息學和系統(tǒng)生物學研究所任職，具有生物學、計算機學等多學科學習和科研背景。超大規(guī)模AI模型在生物醫(yī)藥領域的應用、蛋白質語言模型和合成生物學等是他當前非常關注的科研方向。

王宇介紹：“英文26個字母可以很好地適配20種氨基酸。字母組成句子，句子有了意思。氨基酸組成蛋白質，蛋白質有了功能?！边@是蛋白質語言模型的重要前提。

通過遮蔽部分氨基酸的方式，讓已經學習了蛋白質序列的語言模型來猜測被遮蔽的是什么氨基酸?！白匀徽Z言模型可以完全不做改變，便用來分析蛋白質序列?！蓖跤钫f。

基于訓練成熟的蛋白質語言模型，人工智能已經可以實現(xiàn)從蛋白質特征預測蛋白質序列，甚至可以生成自然界里不存在的蛋白質序列。在實際應用中，該蛋白質語言模型在此前成功預測了新冠病毒部分變異走向，為疫情防控作出了貢獻。

用人工智能賦能合成生物產業(yè)，華南理工大學生物科學與工程學院教授、博導葉健文決定“二次創(chuàng)業(yè)”。他的研究方向是微生物基因改造與工業(yè)應用，聚焦細胞工廠設計、代謝調控及高分子材料生物合成。此前，他參與建設了我國第一條年產千噸的PHA產線。PHA的學名叫做聚羥基脂肪酸酯，在可生物降解的包裝材料等方面有廣闊的應用場景。

這一次，他以首席科學家的身份聯(lián)合田江杰等產業(yè)界人士，成立了廣東普言生物科技有限公司（以下簡稱普言生物）。該公司搭建了AI+合成生物的產業(yè)化工程技術平臺，通過上述蛋白質語言模型等相關技術加持，實現(xiàn)了單一產品的研發(fā)周期最快縮短至3個月，并能夠多產品協(xié)同開發(fā)；基于AI-計算生物學模型輔助生物材料設計與表達，數(shù)據(jù)庫規(guī)模計算達到百億級，模型預測準確率達到99%；自研的生物材料數(shù)據(jù)庫PYL-SPD實現(xiàn)超兩萬種生物材料互作機制。

短短兩年時間里，該公司完成十余個產品研發(fā)及量產，例如Pro.C3Ⅲ型膠原蛋白、Pro.C17 XVII型膠原蛋白、ProX1新型蛋白等，且體現(xiàn)出較當前市場產品成倍的更高更好功能性。

跨越量產“死亡谷” 政企學研界聯(lián)手破解產業(yè)化難題

葉健文的分享集中在“合成生物如何破解量產‘死亡谷’”這一話題上。這是合成生物領域，從研發(fā)走向量產的市場產品過程中不得不面對的環(huán)節(jié)——中試，也因為“萬里挑一”難度極高，被業(yè)界稱為“死亡谷”。

葉健文詳細闡述了合成生物難以跨越量產“死亡谷”的十大原因，包括底盤細胞、代謝改造定量設計、代謝改造精準調控、系統(tǒng)適配等。

為了解決這一行業(yè)難題，一些擁有技術優(yōu)勢、成功經驗和跨行業(yè)資源的企業(yè)和協(xié)會先行一步，提出解決方案，搭建可供行業(yè)共用的中試平臺。上述AI+合成生物的產業(yè)化工程技術平臺便具備這一功能。

普言生物創(chuàng)始人、CEO田江杰在會上介紹，普言生物的AI+合成生物產業(yè)化工程技術平臺由AI平臺和廣譜生物材料表達平臺兩個構成。過去兩年里，公司完成了十余個產品研發(fā)和量產，已進行市場交付。他表示，普言生物自建的平臺大幅提高了研發(fā)效率及量產穩(wěn)定性，產品性能與成本也具有顯著市場競爭優(yōu)勢。作為方案解決商，長期致力于提供高性能、高穩(wěn)定、高經濟性的生物材料解決方案，助力綠色經濟發(fā)展。

會上，廣州市區(qū)科技、工信主管部門相關負責人針對廣州當前對合成生物產業(yè)的發(fā)展規(guī)劃、成果產業(yè)化的體系建設及未來對相關人才及產業(yè)發(fā)展的激勵政策進行介紹，鼓舞了與會相關學科和產業(yè)代表的信心。廣東省美容美發(fā)化妝品行業(yè)協(xié)會秘書長袁曉春分享了當前美妝行業(yè)的發(fā)展趨勢，指出業(yè)務出海成為企業(yè)業(yè)務新增長點，潛力巨大。來自人保廣州市分公司的相關代表則介紹了科技金融尤其是科技保險在科技創(chuàng)新過程中發(fā)揮的關鍵作用，并分享了與合成生物領域新銳企業(yè)普言生物簽發(fā)合成生物科技保險首單的好消息。

廣州生產力促進中心主任范小紅表示，廣州是化妝品產業(yè)強市，美容美膚化妝品是適合合成生物率先應用的領域。中心長期從事科技成果轉化服務工作，形成了從科技成果與需求庫、供需對接、技術合同登記、科技成果評價、技術經紀到中試驗證的全鏈條服務。未來，中心將繼續(xù)整合高端創(chuàng)新要素資源，籌建技術創(chuàng)業(yè)實驗室，構建技術創(chuàng)業(yè)理論研究、實證驗證、概念驗證、中試熟化、創(chuàng)業(yè)孵化等一體化的綜合性平臺，以更精準、更高效的服務，推動粵港澳科技聯(lián)合創(chuàng)新與成果落地轉化，為廣州經濟高質量發(fā)展貢獻新動力。