前不久,青岛农业大学生命科学学院杨建明教授团队与一家生物技术公司签约,以1000万元价格成功转让虾青素绿色生物制造工程菌株专利所有权,创下山东省合成生物领域单笔专利转让金额最高纪录。
几乎同时,逢时科技与中国海洋大学签约共建海洋生物制造共创中心。双方要聚焦海洋磷脂等领域,重点突破基于海洋酶催化合成、海洋细胞工厂构建等“卡脖子”难题,开展靶向性海洋磷脂等海洋源活性物质的生物合成,加速海洋药物和生物制品的产业化。
逢时科技与中国海洋大学共建海洋生物制造共创中心
两则看似独立的新闻,指向同一个正在加速照进现实的技术方向——合成生物。
合成生物学被誉为继“DNA双螺旋结构发现”和“人类基因组测序计划”之后的第三次生物技术革命。
正是这种“改造生命”的能力,让合成生物被推上了各国产业竞争的制高点。中国“十五五”规划建议将生物制造列为六大未来产业之一。2025生物制造大会指出,我国生物制造产业总规模已达到1.1万亿元,生物发酵产品产量占全球70%以上。
面对这条万亿级赛道,国内主要城市已经展开布局。深圳、上海、北京等地先后出台扶持政策,产业链日趋完善。
而青岛也将合成生物产业列入“10+1”创新型产业体系中,重点的细分赛道之一。并通过构建“基础研究—技术创新—中试验证—产业化”的全链条生态,快速切入这一片产业蓝海。
01
群雄逐鹿:青岛下好“先手棋”
合成生物,通俗地说,就是像设计电路一样重新设计生命。该领域科学家将微生物细胞作为“底盘”,通过基因编辑为其安装特定的“生产线”,让它们在发酵罐里“制造”出原本需要从动植物中提取的物质。
青岛农业大学那株以大肠杆菌等微生物细胞为核心底盘改造而来的绿色生物合成高产菌株,就是通过此方式把虾青素的生产成本降到了传统方式的十分之一。
虾青素在发酵罐里。王世锋 摄
在这条赛道上,城市间的竞逐已然白热化。
深圳2021年就发布了全国首个合成生物领域专项扶持政策,连续三年安排4亿元财政资金扶持产业,如今仅光明区就汇聚了超130家合成生物企业,总估值近400亿元;
上海2023年发布加快合成生物创新策源行动方案,今年年初将其列为先导产业;北京经开区推出12项扶持举措,单项最高支持达3000万元……
青岛的布局,也不晚。
2024年12月,青岛提出打造“10+1”创新型产业体系,明确将合成生物作为生命健康产业突破发展赛道之一。
去年4月出台的《青岛市合成生物创新发展行动方案(2025-2027年)》,提出底层技术迭代、平台工具增效等六大创新行动,并量化了发展目标:
到2027年,力争突破关键技术不少于30项,形成国际先进水平创新成果不少于5项,打造标志性产业化项目不少于10项,瞪羚、专精特新、科技领军企业总计突破30家。
近年来,青岛还成立了由市领导牵头的产业发展工作专班,统筹推进园区布局、政策实施和项目落地;规划建设青岛科创大走廊,将合成生物作为重要任务予以推进,建设青岛市合成生物先导产业园。
顶层设计的“组合拳”,为青岛合成生物产业的发展绘出了清晰的路线图。
02
创新策源:关键技术多点突破
产业的根基在创新。在青岛,山东大学青岛校区、中国海洋大学、青岛能源所、青岛农业大学、青岛科技大学等高校和科研院所在基因编辑、底盘细胞构建、生物制造等关键方向上持续攻关,创新策源能力不断提升。
在底层技术攻坚方面,山东大学青岛校区的实力尤为突出。其微生物改造技术全国重点实验室聚焦新一代基因编辑技术、智能化酶工程技术、优质菌种创制及产业化等关键方向,突破了一批关键技术难题。
中国工程院外籍院士、实验室主任张友明原创开发的Red/ET基因编辑技术,拥有完全自主知识产权,突破了传统DNA克隆对编辑位点和片段大小的限制,被国际同行评价为“DNA工程技术中的革命性创新”,让中国在基因编辑领域拥有了国际话语权。
实验室主任张友明教授在指导实验
青岛能源所在反式乌头酸上的技术突破同样令人瞩目。反式乌头酸在农业线虫防治、生物基化学品应用等方面极具潜力,但长期以来无法实现低成本大规模生产。
青岛能源所微生物制造工程中心的科研团队,通过改造丝状真菌作为“底盘”,构建了生产反式乌头酸的“细胞工厂”,实现了其高效合成与有效积累。
目前,该技术已入选工业和信息化部首批生物制造标志性产品,并联合企业建立了国际首条千吨级生产示范线。
除了“单点突破”,青岛合成生物领域创新平台的能级也在持续提升。
2024年底,青岛市合成生物技术创新战略联盟成立。联盟内部成员的合作日趋紧密——
青岛能源所、山东大学、蔚蓝生物等单位共同建设了山东省合成生物技术创新中心,致力于细胞工厂筛选、工业菌株构建、微藻绿色制造等研究;
微生物技术国家重点实验室与青啤等企业合作,建立了蓝色经济区生物技术国家重点实验室联合体;
华东理工大学青岛创新研究院则依托生物反应器工程国家重点实验室,在高性能菌株设计与筛选及大规模培养技术开发领域居于国内领先地位。
03
产业加速:迈入万亿新赛道
随着创新成果不断涌现,青岛合成生物产业的“家底”日渐丰厚。从基因测序到产品应用,一个涵盖上中下游的产业链初步形成。
如果说合成生物学是“编写生命代码”,那么产业上游的“工具层”,核心优势就在于提供“编写”所需的工具和蓝图。
在基因测序、基因编辑等领域,青岛已形成全国领先优势。
华大基因深度参与国际酵母基因组合成计划,在基因测序、DNA合成等技术方面全国领先;
清原集团自主开发了“Kingcas12基因编辑系统”“KSE基因敲高”等核心工具,实现自主突破;
清原集团的科研人员正在进行研发
极智生物基于自主知识产权的基因检测技术,正在为育种企业提供分子育种加速服务……
产业中游的平台层,一批企业崭露头角。
星赛生物自主研发的高通量拉曼流式细胞分选仪,可以实现细胞的快速、精准分选,目前仍是全球首台、也是市场上唯一的拉曼流式细胞分选仪,保持着拉曼全谱分选通量的世界最高纪录;
在星赛生物的实验室,实验人员正在使用拉曼流式细胞分选仪FlowRACS分析并分选样品中的功能单细胞
合生北因专注于基因与细胞治疗药物CRO服务,已建成了基因与细胞治疗药物CRO与概念验证平台,助力多家企业完成IND申报。
在下游应用层,蔚蓝生物构建起酵母、芽孢杆菌、木霉、黑曲霉四大底盘细胞及对应的规模化发酵体系,并搭建行业领先的高通量筛选工作站与大数据模型;
中科蓝智对螺旋藻进行定向改造,创制了微藻规模培养制备高值天然产物2α型甘油葡糖苷的全新产业技术,并实现标准化生产全链条贯通与产业应用;
昌进生物在微生物蛋白领域持续发力,已开发出基于微生物蛋白的类奶油、类芝士、植物基冰激凌等系列产品;
恒鲁生物在全球范围内首次实现了基于酵母的母乳低聚糖规模化生产;喜海生物与青岛农业大学杨建明团队合作,把番茄红素获得成本降低了90%。
据麦肯锡预测,未来10至20年,全球60%的产品可采用生物制造方法生产,将创造约4万亿美元的经济价值。
面对这一片蓝海,青岛正在从成果转化、培育市场主体、完善服务体系等方面持续发力,强化产业集聚效应,增强产业链上下游之间、企业之间协同配合。在这条关乎未来产业格局的新赛道上,青岛正跑出“加速度”。(青岛日报社/观海新闻记者 耿婷婷)
责任编辑:宋尉嘉