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ใใโ细胞工厂โ里的万千世界(深度观察ยท未来产业里的向โ新โ力)
ใใ数据来源๏ผ工业和信息化部
ใใโ十五五โ规划纲要对前瞻布局未来产业作出重要部署๏ผ要求推动生物制造等成为新的经济增长点ใ
ใใ当前๏ผ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๏ผ持续培育发展新动能ใ它将怎样改变生产生活๏ผ又将如何发展壮大๏ผ
ใใ生物制造改变传统制造业生产思路๏ผ打开物质生产新空间
ใใ香水里的玫瑰气息๏ผ不一定来自花田ใ
ใใ在天津大学合成生物前沿研究院๏ผ科研人员将玫瑰中调控玫瑰醇合成的关键基因โ嫁接โ至酿酒酵母๏ผ就能生产出玫瑰醇ใ这项技术已在10吨级发酵体系中完成中试๏ผ并制成首款โ微生物玫瑰醇โ香水推向市场ใ
ใใ类似的例子还有很多ใ
ใใ把玉米中的淀粉转化成葡萄糖๏ผ利用微生物发酵๏ผ能够合成尼龙前体๏ผ制成运动服和防晒衣๏ผ
ใใ依托农林废弃物等资源๏ผ可生产饲用蛋白ใ氨基酸等产品๏ผ有效替代豆粕ใ鱼粉等传统依赖进口的蛋白原料๏ผ
ใใ以工业废气为基础๏ผ能够发酵生产丁醇这类重要化工原料๏ผ支撑保障航空燃油供给๏ผ
ใใโฆโฆโฆโฆ
ใใโ这就是生物制造的魅力ใโ中国科学院院士ใ天津大学教授元英进介绍๏ผ从抗生素ใ维生素到重组蛋白ใ酶制剂ใ生物基材料๏ผ再到天然色素ใ香料和燃料๏ผ生物制造已延伸至医药ใ食品ใ农业ใ化工ใ材料ใ能源等多个国民经济重要行业ใ
ใใ人类的衣食住行离不开物质生产๏ผ而物质生产需要原料ใ
ใใโ原料获取有两种传统途径๏ผ有的基于石油等物质通过化学手段合成๏ผ有的从大自然中直接提取动植物成分ใโ中国科学院微生物研究所项目研究员刘树文介绍๏ผ这两种途径既有合理性๏ผ也有明显局限ใ
ใใ刘树文举例๏ผ传统制造业非常依赖石油๏ผ今年国际原油浮动较大๏ผ导致石油化工路线生产的氨基酸价格翻倍ใ氨基酸作为饲料营养剂的重要成分๏ผ其价格上涨引发饲料企业涨价๏ผ直接冲击生猪产业ใ另一方面๏ผ传统石油ใ煤炭化工生产多采用高温高压工艺๏ผ高耗能ใ高排放๏ผ环境压力较大ใ
ใใโ从动植物获取原料๏ผ往往受季节ใ地域和资源约束๏ผ像一些抗癌药物需要的原料๏ผ只来自某种珍稀保护动植物๏ผ实在难以获取也不利于生物多样性保护ใโ刘树文说ใ
ใใ对比之下๏ผ生物制造获取原料具有显著优势ใ
ใใ元英进解释道๏ผ生物制造过程中๏ผ生物反应通常条件温和๏ผ原料来自可再生资源或废弃物๏ผ生产流程能减少有毒试剂和资源消耗ใ
ใใโ一个国家获取原料的能力๏ผ关系着产业链韧性和生物科技安全ใ从这个角度来看๏ผ安全ใ健康ใ绿色ใ经济的生物制造早已不再是一种技术补充๏ผ而是上升到了支撑实体经济转型ใ实现绿色低碳发展的产业高度๏ผ关乎百姓福祉ใโ元英进说ใ
ใใ放眼全球๏ผ生物制造已经成为新一轮科技革命和产业变革的重要部分ใ
ใใ专家认为๏ผ我国生物制造产业正在从โ跟跑โ向โ并跑โ转变๏ผ甚至部分领域出现โ领跑โใ
ใใโ合成生物技术是当前全球科技竞争的前沿领域๏ผ也是国家未来产业的重点方向ใโ华润双鹤药业股份有限公司董事长陆文超表示ใ超大规模市场ใ完整工业体系ใ丰富应用场景和发酵制造基础๏ผ是我国生物制造产业具备的明显优势ใ同时๏ผ医药ใ食品ใ化工ใ装备等行业还为生物制造技术落地提供配套ใ
ใใ工业和信息化部数据显示๏ผ我国生物制造产业总产值约1.1万亿元๏ผ发酵产品产量占全球70%以上ใ据统计๏ผ现代生物发酵ใ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๏ผ氨基酸ใ有机酸产量居世界首位ใ
ใใโ未来๏ผ衡量一个国家生物制造产业发展成效๏ผ不是看谁的产品清单更长๏ผ而是看谁能率先实现性能更优ใ成本可承受ใ环境收益可量化的生物路线๏ผ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ใโ元英进说ใ
ใใ实现菌种自主可控๏ผ把生物制造产业的主动权掌握在自己手中
ใใ在专家看来๏ผ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๏ผ但在上游部分核心环节仍存在短板ใ
ใใ菌种๏ผ就是生物制造产业中的โ芯片โใ
ใใ刘树文介绍๏ผ在โ细胞工厂โ工作过程中๏ผ菌种优劣决定了生物制造的产品好坏ใ
ใใ打个比方๏ผ菌种里也有โ冠军โ๏ผ越好的菌种๏ผ生物合成的效率越高๏ผ成本越低๏ผ起到事半功倍的作用ใ但是๏ผ我国核心菌种和关键酶创制能力不足๏ผ且受国际专利壁垒影响๏ผ在核心菌种等领域仍存在知识产权纠纷ใ
ใใโ当务之急๏ผ就是要自己造出โ冠军โ菌种๏ผ实现自主可控๏ผ把生物制造产业的主动权掌握在自己手中ใโ刘树文说๏ผ如今๏ผ这样的实践越来越多ใ
ใใ以维生素B5为例๏ผ为了使菌种达到最优性能๏ผ刘树文和团队成员历经80多轮代谢工程改造๏ผ最终得到了心目中的โ冠军โ菌种ใ目前๏ผ他们利用研发的一步发酵法生产维生素B5๏ผ已建成全球首套工业生产线ใ
ใใ在天津大学๏ผ科研人员把酵母超长染色体分解为可组装的标准片段ใ从两条染色体的精准合成๏ผ到5.5条合成型染色体的整合๏ผ再到创制26万余种种质资源๏ผ团队研究目标从โ能合成โ基因组逐步转向โ能获得有用功能โ的全新菌种ใ
ใใ利福霉素Sโ钠盐是抗结核药物的关键成分ใ曾经๏ผ它的发酵水平上不去๏ผ生产成本居高不下ใ华润双鹤通过合成生物学手段๏ผ自主研发筛选出高产工程菌株๏ผ使得这类成分的单位生产成本大幅降低ใ
ใใ专家表示๏ผ高校科研院所和企业投身菌种自主研发๏ผ需要长期稳定的支持ใ
ใใโ所里团队改造菌种研发维生素B5๏ผ靠的是国家持续10余年的支持๏ผ这期间反复试错ใ迭代๏ผ不断经历โ设计โ编辑โ测试โ反馈โ的循环๏ผ从而发现生命规律ใโ刘树文说๏ผ生物制造产业回报周期长๏ผ很难短期见到收益๏ผ长周期的资金投入和战略定力๏ผ才能支撑行业人员走下去ใ
ใใโ即使现在找到了โ冠军โ菌种๏ผ也不意味着停止自主创新ใ这个菌种是否已达到理论最大转化率๏ผ是否还能提高产能๏ผ都是科研人员一直思考探索的问题๏ผ稍一松懈๏ผ就可能落在别人后面ใโ元英进说ใ
ใใ从实验室到生产线๏ผ打通产业全链条๏ผ完成โ从0到1再到100โ的跨越
ใใ产业竞争๏ผ不只发生在一株菌ใ一个产品上ใ
ใใ透视全产业链๏ผ往上游追溯๏ผ生物制造涉及基因合成ใ工业菌种ใ工具酶ใ试剂和生物数据等环节ใ向下游延伸๏ผ牵扯生物反应器ใ在线控制ใ分离纯化ใ工艺软件和质量标准等ใ
ใใโ专利ใ菌种库ใ数据算法ใ核心装备和工程诀窍共同构成โ技术栈โ๏ผ任何一层薄弱都可能影响生物制造的成本与供应安全ใโ元英进表示ใ
ใใ元英进举例๏ผ实验室里表现优异的菌株๏ผ放进工业发酵罐未必仍然โ听话โ๏ผ从毫升级到百吨级๏ผ温度ใ酸碱度ใ溶氧等因素都会变化ใ况且๏ผ工业化看重的๏ผ也不只有โ最高产量โ๏ผ还有产量ใ转化率ใ生产强度ใ稳定性和批次质量一致性等多项指标ใ
ใใ因此๏ผ从生物制造技术实验室到生产线๏ผ远比按比例放大配方复杂๏ผ需要冲破โ小试โโ中试โ等层层关卡๏ผ才能走向真正的产业化ใ
ใใ所谓โ小试โ๏ผ通常在实验室里就能解决ใ刘树文介绍๏ผ科研人员对原始菌种进行基因改造后๏ผ会持续优化๏ผ多次调控๏ผ在较小规模里测试指标ใ
ใใ更具挑战性的是โ中试โ环节ใ中试平台要用接近生产的条件尽早发现问题๏ผ避免建成大产线后再โ交学费โใ真正实现科技成果转化๏ผ签完一纸专利转让合同只是起点๏ผ后面还要靠科研团队ใ工程平台ใ企业和应用场景共同接力ใ
ใใ企业是创新的主体ใ染菌ใ传质不均ใ产物降解๏ผ任何一个细节都可能让一个在实验室表现优异的产品๏ผ在放大阶段彻底失败๏ผ这就是成果转化โ死亡之谷โใ生物制造的โ中试โ环节经常由企业负责๏ผ依托充足的资金ใ人力ใ技术等资源扛过难关ใ
ใใ为破解โ中试โ环节难题๏ผ华润双鹤增加投入๏ผ建设中试平台๏ผ并组建30余人的团队和专业中试车间๏ผ形成从50升到20吨的中试转产承接能力๏ผ并面向行业开放合作ใ
ใใ后期๏ผ为实现产业化规模๏ผ企业通过收购先进制造产线等方式๏ผ依托成熟产业化平台๏ผ让产品中试完成后๏ผ就能够快速对接已验证的产业出口๏ผ完成放大落地ใ例如๏ผ华润双鹤通过全细胞生物催化工艺实现了高效合成๏ผ生产出生物法1,4โ丁二胺产品๏ผ经过产业化充分放大๏ผ已成功导入下游合作伙伴的生物基高性能聚酰胺材料中๏ผ实现了从上游单体到下游高附加值材料的产业链跨越ใ
ใใโ今天我们突破了技术๏ผ明天别人也可能突破ใ这还不够๏ผ关键是要拥有可持续产出创新产品的平台๏ผ打通产业全链条๏ผ完成โ从0到1再到100โ的跨越ใโ陆文超表示ใ
ใใ近年来๏ผ我国不断加强生物制造领域顶层设计๏ผ持续推进创新平台建设和关键核心技术攻关ใ伴随人工智能(AI)与生物制造深度融合๏ผ湖南ใ浙江等多个省份打造โAI+合成生物โ产业联合体๏ผ紧密联结高校ใ企业ใ投资机构及科创园区ใ为加强人才支撑๏ผ中国科学院微生物研究所创新激励机制๏ผ让更多科研人员投身生物制造赛道ใ今年๏ผ天津大学生物制造本科专业获批招生๏ผ将培养更多懂生命科学ใ化学工程ใ装备和AI的复合型人才ใ
ใใ唯有多方共同解题๏ผ才能把实验室里的好指标๏ผ变成工厂的稳定产出和市场的持续订单๏ผ细胞โ造物โ的潜力才能真正释放ใ
ใใ记者๏ผ刘诗瑶
ใใ来源๏ผ人民日报
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ใใ生物制造改变传统制造业生产思路๏ผ打开物质生产新空间
ใใ香水里的玫瑰气息๏ผ不一定来自花田ใ
ใใ在天津大学合成生物前沿研究院๏ผ科研人员将玫瑰中调控玫瑰醇合成的关键基因โ嫁接โ至酿酒酵母๏ผ就能生产出玫瑰醇ใ这项技术已在10吨级发酵体系中完成中试๏ผ并制成首款โ微生物玫瑰醇โ香水推向市场ใ
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ใใ把玉米中的淀粉转化成葡萄糖๏ผ利用微生物发酵๏ผ能够合成尼龙前体๏ผ制成运动服和防晒衣๏ผ
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ใใ以工业废气为基础๏ผ能够发酵生产丁醇这类重要化工原料๏ผ支撑保障航空燃油供给๏ผ
ใใโฆโฆโฆโฆ
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ใใ人类的衣食住行离不开物质生产๏ผ而物质生产需要原料ใ
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ใใ工业和信息化部数据显示๏ผ我国生物制造产业总产值约1.1万亿元๏ผ发酵产品产量占全球70%以上ใ据统计๏ผ现代生物发酵ใ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๏ผ氨基酸ใ有机酸产量居世界首位ใ
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ใใ来源๏ผ人民日报
美国籍球员谢恩ยท加特林加盟广州龙狮队
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ใใ实现菌种自主可控๏ผ把生物制造产业的主动权掌握在自己手中
ใใ在专家看来๏ผ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๏ผ但在上游部分核心环节仍存在短板ใ
ใใ菌种๏ผ就是生物制造产业中的โ芯片โใ
ใใ刘树文介绍๏ผ在โ细胞工厂โ工作过程中๏ผ菌种优劣决定了生物制造的产品好坏ใ
ใใ打个比方๏ผ菌种里也有โ冠军โ๏ผ越好的菌种๏ผ生物合成的效率越高๏ผ成本越低๏ผ起到事半功倍的作用ใ但是๏ผ我国核心菌种和关键酶创制能力不足๏ผ且受国际专利壁垒影响๏ผ在核心菌种等领域仍存在知识产权纠纷ใ
ใใโ当务之急๏ผ就是要自己造出โ冠军โ菌种๏ผ实现自主可控๏ผ把生物制造产业的主动权掌握在自己手中ใโ刘树文说๏ผ如今๏ผ这样的实践越来越多ใ
ใใ以维生素B5为例๏ผ为了使菌种达到最优性能๏ผ刘树文和团队成员历经80多轮代谢工程改造๏ผ最终得到了心目中的โ冠军โ菌种ใ目前๏ผ他们利用研发的一步发酵法生产维生素B5๏ผ已建成全球首套工业生产线ใ
ใใ在天津大学๏ผ科研人员把酵母超长染色体分解为可组装的标准片段ใ从两条染色体的精准合成๏ผ到5.5条合成型染色体的整合๏ผ再到创制26万余种种质资源๏ผ团队研究目标从โ能合成โ基因组逐步转向โ能获得有用功能โ的全新菌种ใ
ใใ利福霉素Sโ钠盐是抗结核药物的关键成分ใ曾经๏ผ它的发酵水平上不去๏ผ生产成本居高不下ใ华润双鹤通过合成生物学手段๏ผ自主研发筛选出高产工程菌株๏ผ使得这类成分的单位生产成本大幅降低ใ
ใใ专家表示๏ผ高校科研院所和企业投身菌种自主研发๏ผ需要长期稳定的支持ใ
ใใโ所里团队改造菌种研发维生素B5๏ผ靠的是国家持续10余年的支持๏ผ这期间反复试错ใ迭代๏ผ不断经历โ设计โ编辑โ测试โ反馈โ的循环๏ผ从而发现生命规律ใโ刘树文说๏ผ生物制造产业回报周期长๏ผ很难短期见到收益๏ผ长周期的资金投入和战略定力๏ผ才能支撑行业人员走下去ใ
ใใโ即使现在找到了โ冠军โ菌种๏ผ也不意味着停止自主创新ใ这个菌种是否已达到理论最大转化率๏ผ是否还能提高产能๏ผ都是科研人员一直思考探索的问题๏ผ稍一松懈๏ผ就可能落在别人后面ใโ元英进说ใ
ใใ从实验室到生产线๏ผ打通产业全链条๏ผ完成โ从0到1再到100โ的跨越
ใใ产业竞争๏ผ不只发生在一株菌ใ一个产品上ใ
ใใ透视全产业链๏ผ往上游追溯๏ผ生物制造涉及基因合成ใ工业菌种ใ工具酶ใ试剂和生物数据等环节ใ向下游延伸๏ผ牵扯生物反应器ใ在线控制ใ分离纯化ใ工艺软件和质量标准等ใ
ใใโ专利ใ菌种库ใ数据算法ใ核心装备和工程诀窍共同构成โ技术栈โ๏ผ任何一层薄弱都可能影响生物制造的成本与供应安全ใโ元英进表示ใ
ใใ元英进举例๏ผ实验室里表现优异的菌株๏ผ放进工业发酵罐未必仍然โ听话โ๏ผ从毫升级到百吨级๏ผ温度ใ酸碱度ใ溶氧等因素都会变化ใ况且๏ผ工业化看重的๏ผ也不只有โ最高产量โ๏ผ还有产量ใ转化率ใ生产强度ใ稳定性和批次质量一致性等多项指标ใ
ใใ因此๏ผ从生物制造技术实验室到生产线๏ผ远比按比例放大配方复杂๏ผ需要冲破โ小试โโ中试โ等层层关卡๏ผ才能走向真正的产业化ใ
ใใ所谓โ小试โ๏ผ通常在实验室里就能解决ใ刘树文介绍๏ผ科研人员对原始菌种进行基因改造后๏ผ会持续优化๏ผ多次调控๏ผ在较小规模里测试指标ใ
ใใ更具挑战性的是โ中试โ环节ใ中试平台要用接近生产的条件尽早发现问题๏ผ避免建成大产线后再โ交学费โใ真正实现科技成果转化๏ผ签完一纸专利转让合同只是起点๏ผ后面还要靠科研团队ใ工程平台ใ企业和应用场景共同接力ใ
ใใ企业是创新的主体ใ染菌ใ传质不均ใ产物降解๏ผ任何一个细节都可能让一个在实验室表现优异的产品๏ผ在放大阶段彻底失败๏ผ这就是成果转化โ死亡之谷โใ生物制造的โ中试โ环节经常由企业负责๏ผ依托充足的资金ใ人力ใ技术等资源扛过难关ใ
ใใ为破解โ中试โ环节难题๏ผ华润双鹤增加投入๏ผ建设中试平台๏ผ并组建30余人的团队和专业中试车间๏ผ形成从50升到20吨的中试转产承接能力๏ผ并面向行业开放合作ใ
ใใ后期๏ผ为实现产业化规模๏ผ企业通过收购先进制造产线等方式๏ผ依托成熟产业化平台๏ผ让产品中试完成后๏ผ就能够快速对接已验证的产业出口๏ผ完成放大落地ใ例如๏ผ华润双鹤通过全细胞生物催化工艺实现了高效合成๏ผ生产出生物法1,4โ丁二胺产品๏ผ经过产业化充分放大๏ผ已成功导入下游合作伙伴的生物基高性能聚酰胺材料中๏ผ实现了从上游单体到下游高附加值材料的产业链跨越ใ
ใใโ今天我们突破了技术๏ผ明天别人也可能突破ใ这还不够๏ผ关键是要拥有可持续产出创新产品的平台๏ผ打通产业全链条๏ผ完成โ从0到1再到100โ的跨越ใโ陆文超表示ใ
ใใ近年来๏ผ我国不断加强生物制造领域顶层设计๏ผ持续推进创新平台建设和关键核心技术攻关ใ伴随人工智能(AI)与生物制造深度融合๏ผ湖南ใ浙江等多个省份打造โAI+合成生物โ产业联合体๏ผ紧密联结高校ใ企业ใ投资机构及科创园区ใ为加强人才支撑๏ผ中国科学院微生物研究所创新激励机制๏ผ让更多科研人员投身生物制造赛道ใ今年๏ผ天津大学生物制造本科专业获批招生๏ผ将培养更多懂生命科学ใ化学工程ใ装备和AI的复合型人才ใ
ใใ唯有多方共同解题๏ผ才能把实验室里的好指标๏ผ变成工厂的稳定产出和市场的持续订单๏ผ细胞โ造物โ的潜力才能真正释放ใ
ใใ记者๏ผ刘诗瑶
ใใ来源๏ผ人民日报
预售升门槛ใ现房销售โ优先โ 中国楼市销售制度改革提速
ใใโ细胞工厂โ里的万千世界(深度观察ยท未来产业里的向โ新โ力)
ใใ数据来源๏ผ工业和信息化部
ใใโ十五五โ规划纲要对前瞻布局未来产业作出重要部署๏ผ要求推动生物制造等成为新的经济增长点ใ
ใใ当前๏ผ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๏ผ持续培育发展新动能ใ它将怎样改变生产生活๏ผ又将如何发展壮大๏ผ
ใใ生物制造改变传统制造业生产思路๏ผ打开物质生产新空间
ใใ香水里的玫瑰气息๏ผ不一定来自花田ใ
ใใ在天津大学合成生物前沿研究院๏ผ科研人员将玫瑰中调控玫瑰醇合成的关键基因โ嫁接โ至酿酒酵母๏ผ就能生产出玫瑰醇ใ这项技术已在10吨级发酵体系中完成中试๏ผ并制成首款โ微生物玫瑰醇โ香水推向市场ใ
ใใ类似的例子还有很多ใ
ใใ把玉米中的淀粉转化成葡萄糖๏ผ利用微生物发酵๏ผ能够合成尼龙前体๏ผ制成运动服和防晒衣๏ผ
ใใ依托农林废弃物等资源๏ผ可生产饲用蛋白ใ氨基酸等产品๏ผ有效替代豆粕ใ鱼粉等传统依赖进口的蛋白原料๏ผ
ใใ以工业废气为基础๏ผ能够发酵生产丁醇这类重要化工原料๏ผ支撑保障航空燃油供给๏ผ
ใใโฆโฆโฆโฆ
ใใโ这就是生物制造的魅力ใโ中国科学院院士ใ天津大学教授元英进介绍๏ผ从抗生素ใ维生素到重组蛋白ใ酶制剂ใ生物基材料๏ผ再到天然色素ใ香料和燃料๏ผ生物制造已延伸至医药ใ食品ใ农业ใ化工ใ材料ใ能源等多个国民经济重要行业ใ
ใใ人类的衣食住行离不开物质生产๏ผ而物质生产需要原料ใ
ใใโ原料获取有两种传统途径๏ผ有的基于石油等物质通过化学手段合成๏ผ有的从大自然中直接提取动植物成分ใโ中国科学院微生物研究所项目研究员刘树文介绍๏ผ这两种途径既有合理性๏ผ也有明显局限ใ
ใใ刘树文举例๏ผ传统制造业非常依赖石油๏ผ今年国际原油浮动较大๏ผ导致石油化工路线生产的氨基酸价格翻倍ใ氨基酸作为饲料营养剂的重要成分๏ผ其价格上涨引发饲料企业涨价๏ผ直接冲击生猪产业ใ另一方面๏ผ传统石油ใ煤炭化工生产多采用高温高压工艺๏ผ高耗能ใ高排放๏ผ环境压力较大ใ
ใใโ从动植物获取原料๏ผ往往受季节ใ地域和资源约束๏ผ像一些抗癌药物需要的原料๏ผ只来自某种珍稀保护动植物๏ผ实在难以获取也不利于生物多样性保护ใโ刘树文说ใ
ใใ对比之下๏ผ生物制造获取原料具有显著优势ใ
ใใ元英进解释道๏ผ生物制造过程中๏ผ生物反应通常条件温和๏ผ原料来自可再生资源或废弃物๏ผ生产流程能减少有毒试剂和资源消耗ใ
ใใโ一个国家获取原料的能力๏ผ关系着产业链韧性和生物科技安全ใ从这个角度来看๏ผ安全ใ健康ใ绿色ใ经济的生物制造早已不再是一种技术补充๏ผ而是上升到了支撑实体经济转型ใ实现绿色低碳发展的产业高度๏ผ关乎百姓福祉ใโ元英进说ใ
ใใ放眼全球๏ผ生物制造已经成为新一轮科技革命和产业变革的重要部分ใ
ใใ专家认为๏ผ我国生物制造产业正在从โ跟跑โ向โ并跑โ转变๏ผ甚至部分领域出现โ领跑โใ
ใใโ合成生物技术是当前全球科技竞争的前沿领域๏ผ也是国家未来产业的重点方向ใโ华润双鹤药业股份有限公司董事长陆文超表示ใ超大规模市场ใ完整工业体系ใ丰富应用场景和发酵制造基础๏ผ是我国生物制造产业具备的明显优势ใ同时๏ผ医药ใ食品ใ化工ใ装备等行业还为生物制造技术落地提供配套ใ
ใใ工业和信息化部数据显示๏ผ我国生物制造产业总产值约1.1万亿元๏ผ发酵产品产量占全球70%以上ใ据统计๏ผ现代生物发酵ใ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๏ผ氨基酸ใ有机酸产量居世界首位ใ
ใใโ未来๏ผ衡量一个国家生物制造产业发展成效๏ผ不是看谁的产品清单更长๏ผ而是看谁能率先实现性能更优ใ成本可承受ใ环境收益可量化的生物路线๏ผ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ใโ元英进说ใ
ใใ实现菌种自主可控๏ผ把生物制造产业的主动权掌握在自己手中
ใใ在专家看来๏ผ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๏ผ但在上游部分核心环节仍存在短板ใ
ใใ菌种๏ผ就是生物制造产业中的โ芯片โใ
ใใ刘树文介绍๏ผ在โ细胞工厂โ工作过程中๏ผ菌种优劣决定了生物制造的产品好坏ใ
ใใ打个比方๏ผ菌种里也有โ冠军โ๏ผ越好的菌种๏ผ生物合成的效率越高๏ผ成本越低๏ผ起到事半功倍的作用ใ但是๏ผ我国核心菌种和关键酶创制能力不足๏ผ且受国际专利壁垒影响๏ผ在核心菌种等领域仍存在知识产权纠纷ใ
ใใโ当务之急๏ผ就是要自己造出โ冠军โ菌种๏ผ实现自主可控๏ผ把生物制造产业的主动权掌握在自己手中ใโ刘树文说๏ผ如今๏ผ这样的实践越来越多ใ
ใใ以维生素B5为例๏ผ为了使菌种达到最优性能๏ผ刘树文和团队成员历经80多轮代谢工程改造๏ผ最终得到了心目中的โ冠军โ菌种ใ目前๏ผ他们利用研发的一步发酵法生产维生素B5๏ผ已建成全球首套工业生产线ใ
ใใ在天津大学๏ผ科研人员把酵母超长染色体分解为可组装的标准片段ใ从两条染色体的精准合成๏ผ到5.5条合成型染色体的整合๏ผ再到创制26万余种种质资源๏ผ团队研究目标从โ能合成โ基因组逐步转向โ能获得有用功能โ的全新菌种ใ
ใใ利福霉素Sโ钠盐是抗结核药物的关键成分ใ曾经๏ผ它的发酵水平上不去๏ผ生产成本居高不下ใ华润双鹤通过合成生物学手段๏ผ自主研发筛选出高产工程菌株๏ผ使得这类成分的单位生产成本大幅降低ใ
ใใ专家表示๏ผ高校科研院所和企业投身菌种自主研发๏ผ需要长期稳定的支持ใ
ใใโ所里团队改造菌种研发维生素B5๏ผ靠的是国家持续10余年的支持๏ผ这期间反复试错ใ迭代๏ผ不断经历โ设计โ编辑โ测试โ反馈โ的循环๏ผ从而发现生命规律ใโ刘树文说๏ผ生物制造产业回报周期长๏ผ很难短期见到收益๏ผ长周期的资金投入和战略定力๏ผ才能支撑行业人员走下去ใ
ใใโ即使现在找到了โ冠军โ菌种๏ผ也不意味着停止自主创新ใ这个菌种是否已达到理论最大转化率๏ผ是否还能提高产能๏ผ都是科研人员一直思考探索的问题๏ผ稍一松懈๏ผ就可能落在别人后面ใโ元英进说ใ
ใใ从实验室到生产线๏ผ打通产业全链条๏ผ完成โ从0到1再到100โ的跨越
ใใ产业竞争๏ผ不只发生在一株菌ใ一个产品上ใ
ใใ透视全产业链๏ผ往上游追溯๏ผ生物制造涉及基因合成ใ工业菌种ใ工具酶ใ试剂和生物数据等环节ใ向下游延伸๏ผ牵扯生物反应器ใ在线控制ใ分离纯化ใ工艺软件和质量标准等ใ
ใใโ专利ใ菌种库ใ数据算法ใ核心装备和工程诀窍共同构成โ技术栈โ๏ผ任何一层薄弱都可能影响生物制造的成本与供应安全ใโ元英进表示ใ
ใใ元英进举例๏ผ实验室里表现优异的菌株๏ผ放进工业发酵罐未必仍然โ听话โ๏ผ从毫升级到百吨级๏ผ温度ใ酸碱度ใ溶氧等因素都会变化ใ况且๏ผ工业化看重的๏ผ也不只有โ最高产量โ๏ผ还有产量ใ转化率ใ生产强度ใ稳定性和批次质量一致性等多项指标ใ
ใใ因此๏ผ从生物制造技术实验室到生产线๏ผ远比按比例放大配方复杂๏ผ需要冲破โ小试โโ中试โ等层层关卡๏ผ才能走向真正的产业化ใ
ใใ所谓โ小试โ๏ผ通常在实验室里就能解决ใ刘树文介绍๏ผ科研人员对原始菌种进行基因改造后๏ผ会持续优化๏ผ多次调控๏ผ在较小规模里测试指标ใ
ใใ更具挑战性的是โ中试โ环节ใ中试平台要用接近生产的条件尽早发现问题๏ผ避免建成大产线后再โ交学费โใ真正实现科技成果转化๏ผ签完一纸专利转让合同只是起点๏ผ后面还要靠科研团队ใ工程平台ใ企业和应用场景共同接力ใ
ใใ企业是创新的主体ใ染菌ใ传质不均ใ产物降解๏ผ任何一个细节都可能让一个在实验室表现优异的产品๏ผ在放大阶段彻底失败๏ผ这就是成果转化โ死亡之谷โใ生物制造的โ中试โ环节经常由企业负责๏ผ依托充足的资金ใ人力ใ技术等资源扛过难关ใ
ใใ为破解โ中试โ环节难题๏ผ华润双鹤增加投入๏ผ建设中试平台๏ผ并组建30余人的团队和专业中试车间๏ผ形成从50升到20吨的中试转产承接能力๏ผ并面向行业开放合作ใ
ใใ后期๏ผ为实现产业化规模๏ผ企业通过收购先进制造产线等方式๏ผ依托成熟产业化平台๏ผ让产品中试完成后๏ผ就能够快速对接已验证的产业出口๏ผ完成放大落地ใ例如๏ผ华润双鹤通过全细胞生物催化工艺实现了高效合成๏ผ生产出生物法1,4โ丁二胺产品๏ผ经过产业化充分放大๏ผ已成功导入下游合作伙伴的生物基高性能聚酰胺材料中๏ผ实现了从上游单体到下游高附加值材料的产业链跨越ใ
ใใโ今天我们突破了技术๏ผ明天别人也可能突破ใ这还不够๏ผ关键是要拥有可持续产出创新产品的平台๏ผ打通产业全链条๏ผ完成โ从0到1再到100โ的跨越ใโ陆文超表示ใ
ใใ近年来๏ผ我国不断加强生物制造领域顶层设计๏ผ持续推进创新平台建设和关键核心技术攻关ใ伴随人工智能(AI)与生物制造深度融合๏ผ湖南ใ浙江等多个省份打造โAI+合成生物โ产业联合体๏ผ紧密联结高校ใ企业ใ投资机构及科创园区ใ为加强人才支撑๏ผ中国科学院微生物研究所创新激励机制๏ผ让更多科研人员投身生物制造赛道ใ今年๏ผ天津大学生物制造本科专业获批招生๏ผ将培养更多懂生命科学ใ化学工程ใ装备和AI的复合型人才ใ
ใใ唯有多方共同解题๏ผ才能把实验室里的好指标๏ผ变成工厂的稳定产出和市场的持续订单๏ผ细胞โ造物โ的潜力才能真正释放ใ
ใใ记者๏ผ刘诗瑶
ใใ来源๏ผ人民日报
本文链接๏ผhttp://www.blog.vermikompos.com/stories/38105935.html
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