合成生物學(xué)全球初創(chuàng)公司圖譜，萬億美金市場現(xiàn)狀梳理

昵稱nujb1wWk 2020-11-15

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合成生物學(xué)（Synthetic Biology）誕生于 21 世紀(jì)，近年來進(jìn)入了高速發(fā)展的時期。核心思想是通過工程學(xué)的方法改造生命（細(xì)胞等）或從源頭開始構(gòu)建一套生命系統(tǒng)，以幫助人類實現(xiàn)治療疾病、生產(chǎn)產(chǎn)品、治理環(huán)境等目標(biāo)。

作為生命科學(xué)行業(yè)的重要組成部分，生物合成技術(shù)越來越多地應(yīng)用于醫(yī)療保健、農(nóng)業(yè)、化學(xué)品、能源、消費品、食品和飲料等領(lǐng)域。復(fù)雜生物的制造能力拓展了生物應(yīng)用的邊界，也撬動著巨大的經(jīng)濟(jì)價值，除了巨頭爭相布局，初創(chuàng)公司的發(fā)展同樣值得關(guān)注。

基于此，CB Insights 中國團(tuán)隊從全球合成生物學(xué)初創(chuàng)公司的發(fā)展情況切入，結(jié)合業(yè)務(wù)應(yīng)用、技術(shù)平臺、公司發(fā)展三個角度，臨摹全球合成生物學(xué)初創(chuàng)公司的全景圖譜。

潛力巨大的生物合成領(lǐng)域

合成生物學(xué)圍繞生命體運轉(zhuǎn)邏輯，利用其中的規(guī)律和運作方式，對生物進(jìn)行手動“改造”，以讓其具備所需的功能和價值。“改造”分為兩大部分：“信息設(shè)計”和“添加生物元件、裝置和系統(tǒng)”。

在 “信息設(shè)計” 層面。與現(xiàn)有的基因工程體系不同，合成生物學(xué)選擇將 “工程原理” 應(yīng)用于生物學(xué)，為某一特定 “目的” 去設(shè)計新的生物系統(tǒng)，通常是多種設(shè)計并行。因此，操作規(guī)模比基因工程復(fù)雜得多。

在 “元件插入和系統(tǒng)構(gòu)建” 層面。該過程屬于系統(tǒng)生物學(xué)范疇，主要研究生物系統(tǒng)不同部分之間的相互作用和關(guān)系，以及基因、蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)如何影響代謝途徑或細(xì)胞信號傳遞等。

多學(xué)科交叉是合成生物學(xué)的基本特點，這讓其應(yīng)用情況并非囿于單一領(lǐng)域，同樣呈現(xiàn)交叉和多面的發(fā)展態(tài)勢。與基礎(chǔ)學(xué)科和單一技術(shù)不同，合成生物學(xué)更像是一個 “工具”，它從利用生物技術(shù)構(gòu)建功能性生命體（細(xì)胞）出發(fā)，散射到不同的應(yīng)用版圖。發(fā)展至今，相關(guān)技術(shù)的發(fā)展也逐漸由科研探索驅(qū)動開始轉(zhuǎn)向工程能力驅(qū)動。

圖丨合成生物學(xué)的概念解讀及應(yīng)用方向（來源：公開資料整理）

目前，基于合成生物學(xué)理念所成立的公司主要分為三類：

開發(fā)使能技術(shù)，如 DNA 合成和測序；
制造 DNA 構(gòu)件及集成系統(tǒng)，如軟件服務(wù)；
利用合成生物學(xué)平臺生產(chǎn)所需產(chǎn)品，如生物體改造平臺。

不同的技術(shù)應(yīng)用方向讓合成生物學(xué)的落地更加多元化，且已具備成熟的市場規(guī)模。具體來說，開發(fā)使能技術(shù)的公司為行業(yè)提供關(guān)鍵的產(chǎn)品，如 DNA 測序、合成、基因編輯、生物信息學(xué)或細(xì)胞培養(yǎng)基產(chǎn)品。該領(lǐng)域的公司包括 Thermo Fisher Scientific、Atum（DNA2.0）、Blue Heron Biotech（Eurofins）、Integrated DNA Technologies、GenScript、Ginkgo Bioworks 、Cellectis、CRISPR Therapeutics、Editas Medicine、Intellia Therapeutics 和 Sangamo BioSciences 等

生物元件和集成系統(tǒng)的公司主要有 Scarab Genomics、enEvolv、New England BioLabs、Bota Biosciences、Codexis、DowDuPont、Novozymes、BASF、Synthetic Genomics 和 Zymergen 等。

產(chǎn)品導(dǎo)向型的公司由于市場領(lǐng)域多種多樣，其分布也比較分散，主要包括工業(yè)化學(xué)品、醫(yī)療保健、食品和飲料、農(nóng)業(yè)、消費品以及化妝品和皮膚護(hù)理等。由此可見，合成生物已展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力，眾多公司的建立也說明其已具備成熟的市場規(guī)模。

哪些 “力量” 正在推動合成生物學(xué)的市場增長？

底層技術(shù)激發(fā)市場增長勢能

幾大技術(shù)及因素是推動合成生物學(xué)市場增長的“主力軍”。

第一，DNA 閱讀、寫作和編輯技術(shù)的不斷進(jìn)步、DNA 測序時間和成本的持續(xù)降低等以多種方式驅(qū)動著合成生物學(xué)的發(fā)展；第二，合成基因關(guān)鍵原材料（即寡核苷酸）的成本及降低推動了市場對合成生物產(chǎn)品的需求；第三，生物鑄造廠（平臺型生產(chǎn)公司）設(shè)計、制造、測試新型微生物的技術(shù)水平不斷提升。

根據(jù) CB Insights 分析數(shù)據(jù)顯示， 2019 年全球合成生物學(xué)市場規(guī)模達(dá) 53 億美元。預(yù)計到 2024 年，與 2019 年相比，合成生物學(xué)市場規(guī)模的年復(fù)合增長率（CAGR）將增長 28.8%，達(dá)到 189 億美元。這是上述多方因素聯(lián)合作用的結(jié)果。

從上述統(tǒng)計數(shù)據(jù)中可以看出，合成生物產(chǎn)業(yè)中許多細(xì)分市場份額正在以高 CAGR 的水平增長，這是由于生物合成的現(xiàn)有市場滲透率較低，可上升空間明顯；在農(nóng)業(yè)、工業(yè)化工、食品飲料和醫(yī)療行業(yè)的產(chǎn)品賦能水平增長較快。

賦能傳統(tǒng)行業(yè)，輸出高質(zhì)量解決方案

在上述基礎(chǔ)上，傳統(tǒng)行業(yè)的企業(yè)也展開了在合成生物領(lǐng)域的布局。以化工行業(yè)為例，杜邦公司以 60 億美元收購了酶工程公司 Danisc；拜耳則向 Ginkgo Bioworks、Joyn Bio 投資了 1 億美元。尋找轉(zhuǎn)型的巨頭遠(yuǎn)不止于這幾家，日本的住友、三井、日本化藥公司和三菱，韓國 LG 化工，以及荷蘭的 DSM，都已展開合成生物學(xué)的研究布局。

從 CB Insights 數(shù)據(jù)信息中不難看出，合成生物領(lǐng)域的投資玩家并非囿于投資機構(gòu)，化工企業(yè)、藥廠、能源公司等也是主要參與者。合成生物公司正在構(gòu)建底層建筑，解決資源短缺、環(huán)境污染等威脅人類生存的重大挑戰(zhàn)，以及針對不同應(yīng)用場景，提供定制化服務(wù)及基礎(chǔ)設(shè)施。

根據(jù) CB Insights 2010 年至今的數(shù)據(jù)顯示，合成生物學(xué)全球共發(fā)生 391 起融資事件，其中 2017 年的融資數(shù)量為歷年來最高，為 70 起，而 2018 年創(chuàng)下融資金額最高紀(jì)錄，約為 23 億美元。資本和市場的目光正在向合成生物的技術(shù)應(yīng)用層面聚集。

從資本市場表現(xiàn)來看，合成生物行業(yè)正在走向爆發(fā)期。兩個主要因素促生了這一情況：首先，市場空間巨大。合成生物學(xué)的應(yīng)用范圍廣泛，涉及日常生活的方方面面，具備巨大的市場空間，隨著市場滲透率的加快，爆炸性增長或?qū)⒌絹恚?strong>其次，新技術(shù)爆發(fā)。生物體設(shè)計的超高通量篩選平臺、酶法 DNA 合成和新型基因編輯平臺等新技術(shù)的開發(fā)推動者行業(yè)創(chuàng)新。

商業(yè)化路徑多元化、發(fā)展加快也是融資走勢上揚的重要推動力。在所有獲得融資的公司中，累積融資金額最高的 10 家公司分別圍繞在醫(yī)療（Moderna Therapeutics、Precigen、Poseida Therapeutics）、食品及飲料開發(fā)（Impossible Foods、Perfect Day、Apeel Sciences）、生物體設(shè)計（Ginkgo BioWorks）、自動化生產(chǎn)平臺（Amyris 、Zymergen）及能源應(yīng)用開發(fā)（Sapphire Energy）。合成生物的應(yīng)用場景非常多元，展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力，且已具備成熟的市場規(guī)模。

其中，除 Moderna Therapeutics 、Amyris 、Precigen 等公司已成功上市之外，其余 7 家企業(yè)的融資輪次均分布于 D 輪 - G 輪次之間，Zymergen也于日前對外宣布完成了3億美金的新一輪融資。

從 CB Insights 的統(tǒng)計數(shù)中不難發(fā)現(xiàn)，從 2015 年開始，大批合成生物學(xué)相關(guān)公司相繼成立。融資階段分布數(shù)據(jù)顯示，2015-2017 年，融資階段主要分為在種子 / 天使輪，3 年平均占比超 35%；而 2018 年至今，融資階段向 A 輪及 B 輪轉(zhuǎn)移，其中 2020 年 1-8 月，B 輪融資占比已達(dá) 33%。

價值萬億美金的市場機會在哪里？

平臺化、多維化、集成化

近 10 年內(nèi)成立的 “初創(chuàng)” 公司將是預(yù)判未來行業(yè)發(fā)展格局的重要參照物。觀察評估處于發(fā)展初、中期的公司的價值，是我們用來觀察整個合成生物學(xué)行業(yè)的重要切入點之一。

本報告將合成生物學(xué)初創(chuàng)公司的具體的應(yīng)用方向擬定在生物設(shè)計與自動化、醫(yī)療、軟件、工業(yè)化學(xué)品、生物燃料、食品及飲料、農(nóng)業(yè)、消費產(chǎn)品等幾個方向，具體的圖譜如下：

我們將在此份報告中分析各個板塊內(nèi)的合成生物公司的具體業(yè)務(wù)，并重點分析平臺型公司的發(fā)展現(xiàn)狀及前景。

“萬能鑰匙”——生物體設(shè)計與自動化平臺

代表公司：

要以合成生物學(xué)手段解決實際問題，就需要把合成生物學(xué)研究從機理轉(zhuǎn)化為小規(guī)模試驗，再擴(kuò)展到成熟的大規(guī)模生產(chǎn)。這種一路推進(jìn)到產(chǎn)品上市的全鏈條產(chǎn)業(yè)化，僅依靠自動化設(shè)施是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，將技術(shù)鏈條打通，提供平臺化的技術(shù)支持和服務(wù)，才能更好的完成既定生產(chǎn)目標(biāo)。所以，多功能、自動化“生物制造平臺”是產(chǎn)業(yè)價值鏈的核心。通過貫穿上下游技術(shù)板塊，結(jié)合基礎(chǔ)技術(shù)的長足發(fā)展，平臺型公司正在讓“全鏈條生產(chǎn)”更加簡單高效。

以上述代表公司為例，通過學(xué)科整合和模塊設(shè)計，平臺型公司已經(jīng)成為幫助傳統(tǒng)企業(yè)拓展價值曲線的“萬能鑰匙”。解鎖產(chǎn)業(yè)鏈條的關(guān)鍵，在于將各學(xué)科的重點融會貫通，用工程化思維主導(dǎo)生產(chǎn)。因此，合成生物學(xué)需要跨學(xué)科資源，值得投入更多的復(fù)合資源，加快實現(xiàn)技術(shù)應(yīng)用的突破。他們均從融合技術(shù)和基礎(chǔ)設(shè)施出發(fā)，提供 “多維”的生態(tài)服務(wù)系統(tǒng)。

Amyris 就是平臺型公司的開山鼻祖和典型代表。Amyris 公司由 Jay Keasling 教授與 Vincent Martin、Jack Newman、Neil Renninger、Kinkead Reiling 等人聯(lián)合創(chuàng)辦，從事抗瘧藥物青蒿素及其他萜類化合物生產(chǎn)，是合成生物學(xué)領(lǐng)域的第一家納斯達(dá)克上市公司，年銷售額 1.43 億美元。Amyris 公司成立之初即獲得了美國蓋茨基金會 4260 萬美元的資金。通過設(shè)計構(gòu)建生產(chǎn)抗瘧藥物青蒿素的人工酵母細(xì)胞，其技術(shù)生產(chǎn)能力已達(dá)到能以 100 立方米工業(yè)發(fā)酵罐替代 5 萬畝的農(nóng)業(yè)種植，成本的降低讓 Amyris 在緊缺藥物供應(yīng)鏈上占有了重要的一席之地。隨后，Amyris 公司逐漸成長為在化工和燃料行業(yè)頗有影響力的法尼烯和長鏈碳?xì)浠衔锷a(chǎn)商。例如，以人工酵母生產(chǎn)角鯊烯，替代了鯊魚肝油和高精度橄欖油的提取技術(shù)路線。

其中，Amyris 公司搭建的自動化菌株改造平臺，是目前全球企業(yè)界最大型的工程化平臺之一，功能包括 DNA 設(shè)計、DNA 組裝、DNA 質(zhì)量控制、菌株轉(zhuǎn)化、克隆挑選、菌株質(zhì)量控制、表型測試、高通量篩選、菌株保藏、數(shù)據(jù)分析、放大實驗等。為了獲得法尼烯生產(chǎn)菌株，Amyris 公司研發(fā)人員在底盤細(xì)胞中添加了 112,074 個堿基，刪除了 41,174 個堿基，引入了 30 次染色體整合以及 500 個單核苷酸突變；平均每周篩選了 350 個菌株，如此大的工作量在自動化平臺的幫助下得以迅速完成。盡管仍面臨產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和產(chǎn)能提升速度的挑戰(zhàn)，Amyris 公司技術(shù)平臺的潛力依然非常驚人。該公司的產(chǎn)品可以廣泛用于燃料、潤滑油、橡膠、塑料添加劑、化妝品、芳香劑和醫(yī)藥等多個領(lǐng)域。

Amyris 的出現(xiàn)，讓平臺型生物合成公司的角色像一個萬能鑰匙，可以適配不同的領(lǐng)域需求提供生產(chǎn)服務(wù)。

另一家比較有代表性的公司是 Ginkgo Bioworks，該公司擁有擁有廣泛的代碼庫、高度自動化的菌種工程、蛋白質(zhì)工程和發(fā)酵平臺，能夠高通量生產(chǎn)和評估菌株，為客戶定制微生物。Ginkgo Bioworks 的鑄造廠每月可執(zhí)行多達(dá) 15000 項自動化實驗室任務(wù)，每月可以測試數(shù)千種新的生物體設(shè)計，而無需執(zhí)行大部分重復(fù)的實驗室工作。

此外，Zymergen 也是該領(lǐng)域的明星公司。Zymergen 核心技術(shù)是他們稱之為 “分子技術(shù)” 的平臺，關(guān)鍵組成部分是結(jié)合了先進(jìn)軟件算法、機器人技術(shù)、數(shù)據(jù)科學(xué)和實驗室技術(shù)的 HTP 流程，即通過自動化的高通量實驗系統(tǒng)，短時間內(nèi)構(gòu)造出大量不同基因型的菌株；通過測試產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)，用機器學(xué)習(xí)加以分析，生成新的假設(shè)，再進(jìn)入下一個實驗循環(huán)，完成了“Design-Build-Test-Learn”（設(shè)計 - 建造 - 測試 - 學(xué)習(xí)）的閉環(huán)。

平臺型公司主要通過構(gòu)建合成生物學(xué)底層的軟件、以及硬件解決綜合方案（提供 DNA 合成，微生物設(shè)計和基因編輯等）。作為支持合成生物學(xué)發(fā)展的底層力量，該品類的公司既掌握著底層的技術(shù)，又可將公司的業(yè)務(wù)拓展至應(yīng)用層。

根據(jù) CB Insights 相關(guān)的數(shù)據(jù)顯示，中國也存在少數(shù)平臺型公司。其中的代表企業(yè)為 Bota Biosciences 恩和生物，該公司 2019 年成立于美國劍橋，團(tuán)隊成員在合成生物學(xué)領(lǐng)域具有多個產(chǎn)品的成功工業(yè)化經(jīng)驗，其中，麻省理工學(xué)院電子工程與生物工程副教授、納斯達(dá)克上市公司 Synlogic 創(chuàng)始人盧冠達(dá)也是該公司的聯(lián)合創(chuàng)始人之一。根據(jù)公開資料顯示，與傳統(tǒng)實驗室中低效合成生物的方式不同，Bota Biosciences開發(fā)自動化菌株平臺，其品類可以涵蓋化工、食品和醫(yī)藥等多個領(lǐng)域。

除此之外，中國也有藍(lán)晶微生物、衍進(jìn)科技等幾家合成生物學(xué)公司在也在主打建立平臺型公司這一發(fā)展思路。

“基礎(chǔ)建設(shè)”——DNA/RNA 合成服務(wù)

代表公司：

DNA 合成服務(wù)是生命科學(xué)研究服務(wù)市場中的細(xì)分領(lǐng)域之一。DNA 合成主要包括兩部分，即寡核苷酸合成（引物合成）和基因合成。該領(lǐng)域之前的明星公司 Twist Bioscience 已經(jīng)于 2018 年 IPO 上市，目前比較代表性公司有法國公司 DNA Script 和美國公司 Synthego。

DNA Script 主要利用專有的無模板酶技術(shù)制造合成 DNA，是酶促 DNA 合成技術(shù)的行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者，該公司研發(fā)了世界上第一臺采用酶促技術(shù)的臺式 DNA 打印機 SYNTAX。

而 Synthego 主要提供 “全棧式” 基因工程服務(wù)。該公司利用機器學(xué)習(xí)、自動化和基因編輯構(gòu)建了全?；蚪M工程平臺，目前主要產(chǎn)品包括云端智能設(shè)計和分析工具、 CRISPR 解決方案以及各種工程細(xì)胞系。

在此基礎(chǔ)上，一系列以軟件產(chǎn)品為主體的公司成立，此類公司主要重點開發(fā)軟件產(chǎn)品，使科學(xué)家及企業(yè)可以更有效地設(shè)計和構(gòu)建自定義 DNA 序列，包括開發(fā)軟件平臺以加速新型生物或基因產(chǎn)品生產(chǎn)的公司。該領(lǐng)域的典型代表公司是美國公司 Benchling 和英國公司 Synthace。自 2012 年以來，該類別共有 20 筆投融資交易，其中大部分交易是用于建立 DNA 合成和設(shè)計平臺的公司。

“衣食住行“——包羅萬象的應(yīng)用層公司

代表公司：

由于合成生物技術(shù)應(yīng)用廣泛，涉及日常生活等方方面面，我們將選取圖譜中具有代表性的公司作為介紹，以洞悉合成生物領(lǐng)域的增長潛力。

“硬核”的化學(xué)工業(yè)。此類別主要包括從事合成生物學(xué)在工業(yè)應(yīng)用的公司，例如生產(chǎn)可再生化學(xué)品、酶、油類用于工業(yè)應(yīng)用中的合成生物學(xué)公司。該類別公司正在使用合成生物學(xué)技術(shù)來生產(chǎn)工業(yè)應(yīng)用中的基本化學(xué)品，代表性公司有美國 Genomatica 和 Lygos，今年 8 月在科創(chuàng)板上市的 “中國合成生物學(xué)第一股” 的凱賽生物也是該領(lǐng)域的企業(yè)，其主要產(chǎn)品是生物法長鏈二元酸系列產(chǎn)品。

Genomatica 目前已籌集了超過 2.34 億美元，已將生物基 BDO（主要用于塑料）和生物基丁二醇（主要用于化妝品）的工藝商業(yè)化，目前正在開發(fā)聚酰胺中間體（尼龍）和長鏈化學(xué)品相關(guān)工藝，其合作伙伴包括科思創(chuàng)、嘉吉、埃克森美孚、科萊恩、巴斯夫等公司。

Lygos 主要的產(chǎn)品方向則是將低成本的糖類轉(zhuǎn)化為丙二酸等化學(xué)物質(zhì)，該公司于今年 1 月收購了利用酵母生產(chǎn)大麻素的公司 Librede，也在加速向其他領(lǐng)域布局的腳步。

油類。該類別的代表是美國公司 Novvi 和 C16 Biosciences。Novvi 是美國合成生物學(xué)老牌公司 Amyris 和巴西上市公司 Cosan 的合資企業(yè)，Novvi 主要研發(fā)和生產(chǎn)高性能的可再生基礎(chǔ)油，用于潤滑油市場。通過應(yīng)用 Amyris 的合成生物學(xué)平臺，Novvi 改造過的酵母能夠從植物糖源（如甘蔗糖漿）轉(zhuǎn)化為法尼烯（Biofene），然后進(jìn)行化學(xué)加工以產(chǎn)生基礎(chǔ)油。C16 Biosciences 該公司主要利用微生物發(fā)酵類生產(chǎn)棕櫚油的替代品。

合成能源。該品類的公司正在通過改良微生物來生產(chǎn)燃料。能源類的合成生物學(xué)公司是整個行業(yè)中命運波折最大的類別，有過早期的輝煌，也經(jīng)歷過行業(yè)泡沫破滅、大堆公司死亡的時刻。

既有明星公司 Amyris，在經(jīng)歷了行業(yè)動蕩后，痛轉(zhuǎn)產(chǎn)品方向的轉(zhuǎn)型代表。也有旨在利用藻類生產(chǎn)原油，籌款超過 4 億美元的 Sapphire Energy 折戟沉沙，以 1 美分被收購的行業(yè)“埋葬者”。

目前，該領(lǐng)域的代表公司是美國的 LanzaTech，該公司主要利用微生物將廢氣（如二氧化碳或甲烷）轉(zhuǎn)化為燃料和化學(xué)物質(zhì)。2018 年 5 月，該公司啟動了首個商業(yè)案例，和中國首鋼合作，將鋼廠排放的廢氣轉(zhuǎn)化為乙醇。在項目運營的第一年，成功回收乙醇就有超過 900 萬加侖（約 3400 萬升）。

“一飲一食”。食品和飲品類生物合成公司主要開發(fā)食品和飲料產(chǎn)品（如酒類、牛奶等）等，該類別中，人造肉領(lǐng)域在去年明星公司 Beyond Meat 上市后備受矚目。（推薦閱讀CB Insights中國往期報告：萬字長文獨家解析席卷全球的人造肉革命）

目前該類別中的代表型公司主要分為三大類。人造肉。美國公司 Impossible Food 是植物人造肉領(lǐng)域的領(lǐng)先者，主要通過發(fā)酵的方式萃取出大豆中天然存在的血紅蛋白，來用于制作植物肉產(chǎn)品；人造蛋白。美國公司 Perfect Day 和 Clara Foods 正在通過合成生物學(xué)技術(shù)用于合成蛋白類產(chǎn)品的開發(fā)，包括牛奶、蛋清、奶酪等；飲品。美國公司 Endless West 正在通過分析酒中的成分，來創(chuàng)造無需發(fā)酵的酒。此前該公司曾嘗試生產(chǎn)無葡萄的葡萄酒，目前，該公司已經(jīng)推出了一款分子威士忌 Glyph，其主要由從天然植物和酵母中提取出成分和食用酒精混合制成。

消費品。此類別主要包括開發(fā)如皮革、膠原蛋白等消費品類的合成生物學(xué)初創(chuàng)公司，該品類的代表性公司主要圍繞在 3 個方向展開：

美國公司 Bolt Threads 和 Modern Meadow 都在開發(fā)可持續(xù)的皮革材料。Bolt Threads 目前已經(jīng)培育菌絲體的方式開發(fā)出了菌絲皮革，此外，該公司也在利用工程酵母發(fā)酵生產(chǎn)蛋白和合成蜘蛛絲產(chǎn)品。和 Bolt Threads 不同的是，Modern Meadow 則是通過改造后的酵母發(fā)酵生產(chǎn)膠原蛋白，繼而在此基礎(chǔ)之上制造出皮革來。

美國公司 Geltor 是一家生產(chǎn)包括膠原蛋在內(nèi)的高價值蛋白產(chǎn)品制造商，主要提供基于發(fā)酵過程培養(yǎng)而來的蛋白產(chǎn)品。

法國公司 Glowee 主要提供基于微生物發(fā)光的產(chǎn)品，該公司通過利用海洋生物的生物發(fā)光基因，然后將該基因引入常見的非致病性細(xì)菌來實現(xiàn)這一目標(biāo)。而美國的初創(chuàng)公司 Light Bio 正在致力于通過將自然發(fā)光真菌中的遺傳物質(zhì)插入到植物中，從而創(chuàng)造發(fā)光植物。

農(nóng)業(yè)。合成生物學(xué)公司在農(nóng)業(yè)方面的布局，主要涉及幫助和保護(hù)農(nóng)作物及畜牧生產(chǎn)。

位于美國的公司 Pivot Bio 正在開發(fā)一種微生物解決方案，可以替代氮肥，減少氮徑流，并消除相關(guān)的一氧化二氮的產(chǎn)生；Agrivida 通過開發(fā)新一代酶解決方案滿足動物營養(yǎng)和動物健康的需求，其首款產(chǎn)品 Grain 酵素植酸酶可以提高飼料的消化率，減少動物體內(nèi)的營養(yǎng)抑制劑，從而使得畜牧養(yǎng)殖業(yè)受益。

GreenLight Biosciences 致力于開發(fā)創(chuàng)造高性能的 RNA 產(chǎn)品，通過對農(nóng)產(chǎn)品 RNA 改造，可使其精確靶向免疫于特定害蟲，且不會傷害有益昆蟲或在土壤、水中留下殘留物，從而幫助農(nóng)民創(chuàng)造更綠色，更清潔的農(nóng)作物。此外，該公司也正在研發(fā)基于 RNA 的 COVID-19 疫苗。AgriMetis 主要開發(fā)天然產(chǎn)物衍生的化合物來保護(hù)作物免受雜草、真菌病和害蟲的侵害。

Apeel Sciences 正在開發(fā)一種植物基涂層，旨在延長番茄和蘋果等易腐食品的保質(zhì)期。

醫(yī)療保健。此品類的公司的主要業(yè)務(wù)包括使用合成生物學(xué)技術(shù)發(fā)明新藥物、新設(shè)備和藥物遞送方法，其相關(guān)應(yīng)用在制藥、腫瘤學(xué)、微生物組和傳染病等方面的十分活躍。

微生物組。該類別代表性公司有美國公司 Vedanta Biosciences 和 Novome Biotechnologies。Vedanta Biosciences 是一家以人體腸道微生物菌群為基礎(chǔ)，開發(fā)免疫介導(dǎo)性疾病的人體腸道微生物創(chuàng)新藥研發(fā)公司。其自主開發(fā)的平臺技術(shù)可以精準(zhǔn)控制菌群藥物的組成結(jié)構(gòu)，解決了傳統(tǒng)供體依賴性腸道微生物藥物組分不一的核心難題。目前，公司已將多個產(chǎn)品推進(jìn)到臨床階段；Novome Biotechnologies 正在工程化人類腸道細(xì)菌來治療疾病，目前已經(jīng)建立了基因工程微生物藥物（GEMM）平臺，這是有史以來第一個使用工程菌控制腸道定居的平臺。目前正在利用 GEMM 平臺進(jìn)行高草酸尿臨床前研究，重點是開發(fā)一種可降解草酸的治療菌株以防止腎結(jié)石形成。

腫瘤學(xué)。該類別的代表性公司有英國公司 Prokarium，該公司致力于使用基因工程細(xì)菌來開發(fā)微生物腫瘤免疫療法和疫苗。目前，該公司已經(jīng)和瑞士洛桑大學(xué)醫(yī)學(xué)院（CHUV）達(dá)成獨家合作協(xié)議，在研究其沙門氏菌平臺作為微生物免疫療法治療非肌層浸潤性膀胱癌（NMIBC）患者。

皮膚病。該領(lǐng)域代表性公司是美國的 Azitra ，該公司是一家臨床階段醫(yī)學(xué)皮膚病學(xué)公司，致力于利用微生物療法來治療皮膚疾病，包括癌癥相關(guān)皮疹、Netherton 綜合征、特應(yīng)性皮炎和尋常型魚鱗病等。該公司的技術(shù)平臺是由耶魯大學(xué)和杰克遜實驗室的科學(xué)家，以一株從人體分離得到的表皮葡萄球菌為基礎(chǔ)創(chuàng)建的專有菌株。該公司前不久宣布 FDA 已授予其治療 Netherton 綜合征的管線 ATR-12 的兒科罕見病資格認(rèn)定。

傳染病。該類別的代表性公司有法國的臨床前階段生物技術(shù)公司 Eligo Bioscience，該公司的核心技術(shù) Eligobiotics，是經(jīng)過工程改造非復(fù)制型噬菌體遞送工具，能夠?qū)⒒?CRISPR 的治療性 DNA 有效載體傳送到微生物群的細(xì)菌群中，以精確消除有害細(xì)菌菌株。目前，該公司正在為涉及多種疾病領(lǐng)域（包括傳染病，炎性疾病和自身免疫性疾?。┑奈⑸镂锓N開發(fā)噬菌體衍生的 DNA 治療載體。

制藥領(lǐng)域比較有代表性的公司還有美國公司 Antheia 和 Demetrix。Antheia 主要通過基于酵母發(fā)酵過程來生產(chǎn)活性藥物成分，目前其主要研究的方向是使用酵母來更快、更便宜地大量生產(chǎn)阿片類藥物分子。

隨著法規(guī)的變革，美國的大麻產(chǎn)業(yè)正在飛速發(fā)展，該領(lǐng)域比較明星的代表性公司是 Demetrix，該公司致力于通過使用發(fā)酵技術(shù)來高質(zhì)量和低成本持續(xù)、高效地生產(chǎn)大麻素，目前正在進(jìn)行 100 多種大麻素的商業(yè)化探索。

醫(yī)療耗材。該類別的代表性公司是美國公司 Tepha，該公司通過發(fā)酵工藝生產(chǎn)一類 TephaFLEX 聚合物，這是一種被稱為聚羥基鏈烷酸酯（PHA）的新型可吸收生物材料，可以制作一些列的醫(yī)療耗材，包括手術(shù)縫合線、手術(shù)網(wǎng)片、手術(shù)膜和復(fù)合網(wǎng)片等。

酶工程改造。該類別的代表性公司是美國公司 CinderBio 。公司的主要產(chǎn)品則是一種超穩(wěn)定酶，該種酶由在酸性火山熱泉中生長的微生物制成，在高溫、低 pH 和大多數(shù)洗滌劑中都擁有高活性的特質(zhì)，在特定的工業(yè)和科學(xué)場景中有著廣泛的應(yīng)用。同時，中國的酶賽生物是一家集酶的篩選、定向進(jìn)化、發(fā)酵、產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)為一體的生物催化整體方案提供商，主要產(chǎn)品包括酮還原酶、轉(zhuǎn)氨酶、水解酶、氧化酶等。

結(jié)語：掀起新一輪產(chǎn)業(yè)革命

英國皇家工程院在定義合成生物學(xué)時指出，“合成生物學(xué)旨在設(shè)計與制造以生物為本質(zhì)的部件、新裝置與體系，同時也對現(xiàn)有的、自然中存在的生物體系進(jìn)行重設(shè)計”。一方面，工程學(xué)概念和理論的引入，使得合成生物學(xué)顛覆了生物學(xué)以描述、定性、發(fā)現(xiàn)為主的傳統(tǒng)研究范式，開啟了可定量、可計算、可預(yù)測及工程化的新時代，使生物技術(shù)產(chǎn)品的開發(fā)得以有工程化、系統(tǒng)化和標(biāo)準(zhǔn)化的科學(xué)思維支撐，現(xiàn)有產(chǎn)品的開發(fā)已經(jīng)證明了這一模式的巨大潛力。

學(xué)科匯聚、技術(shù)整合已經(jīng)展示出合成生物學(xué)在醫(yī)藥、化學(xué)品、食品、材料、生物燃料、環(huán)境等領(lǐng)域的廣闊應(yīng)用前景。不少學(xué)者也將合成生物學(xué)的當(dāng)前發(fā)展階段與 20 世紀(jì)中期的信息技術(shù)發(fā)展階段相提并論，預(yù)言合成生物學(xué)的發(fā)展有可能帶來新一輪的產(chǎn)業(yè)革命?？梢灶A(yù)見的是，合成生物學(xué)產(chǎn)品的開發(fā)，必將在解決人口與健康、資源與環(huán)境、能源與材料重大難題的過程中發(fā)揮重要作用。掌握“造物”的能力，也就掌握了物質(zhì)世界的更多可能。