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“在地球上是否能夠再來一次生命的起源？是否能夠把這些沒有生命的東西放在一起，涌現出生命？這沒有必然答案。我們現在希望去做這樣一件事情，從地球上合成出一個全新的生命，再來一次生命起源，這是合成生物學真正能夠去突破的一件事情。”

5月19日，由復旦大學管理學院、上海報業集團澎湃新聞主辦的“君子知道”復旦大學EMBA前沿論壇暨澎湃新聞“家園計劃”聯合啟動儀式在深圳舉行，中國科學院深圳先進技術研究院副院長、深圳理工大學（籌）學術委員會副主任、深圳合成生物學創新研究院院長劉陳立教授在題為《深圳合成生物科學與產業》的演講中說。

劉陳立實驗室致力于定量合成生物學研究，基于“定量解析、合成重構”的研究思路，聚焦復雜生物系統形成過程的基本原理，合成生物系統的理性設計原理等重要科學問題。

合成生物學興起于21世紀，是多學科交叉的產物，通俗來說，合成生物學是對生物體進行再設計與合成。劉陳立曾在接受媒體采訪時解釋，“合成生物學的定義可分為狹義和廣義。廣義的合成生物學中，只要是非天然的、經過后天改造生產生物產物都是合成生物學的范疇，狹義的合成生物學具有更大尺度、更大規模的改造過程，包括設計、合成、測試、學習這樣的閉環核心理念。比如原來表達一個指定基因去解決問題，現在則要對菌株或者宿主本身進行改造，讓宿主變得更適合生產人們需要的目標產物，這里的改造尺度比原來生物工程更大。”

美國麥肯錫咨詢公司數據顯示，預計到2025年，合成生物學與生物制造的經濟價值將達到1000億美元。據美國合成生物學媒體SynBioBeta統計，2018-2022年中國合成生物學一級市場共完成了1039個投融資事件。

劉陳立介紹，深圳合成生物學的科研和產業很接近，發表一篇文章的同時也孵化一家公司，在產業發展的過程中，他們發現最缺的就是懂科技的經營和管理人才，“現在連續的創業者太少了。很多人創業成功之后，往往就去做投資了，沒有回來再創業，這是國內的情況。所以我們特別需要再回到池子里，連續創業者的池子如果能像美國一樣那么大的話，那中國的科技成果、產業轉化這條路，會走得更加順暢。”

以下是劉陳立的演講實錄：

我今天主要講合成生物學。5月15日，深圳市商務局官網正式發布《〈關于建設國際會展之都的若干措施〉實施細則（修訂）》，提出深圳將聚焦20大產業集群和8大未來產業（簡稱“20+8”產業），合成生物學在8個未來產業中排在第一位。上海現在也在確定生命科學的未來產業，合成生物學是重要的一部分。杭州、北京及西部的一些城市，也都把合成生物學作為重點發展的未來產業。

實際上，合成生物學發展的時間很短。美國在2000年提出了合成生物學這個概念，中國是2006年提出的。現在不論是資本、市場還是產業，對合成生物這個新的領域、新的賽道都比較關注。

有個說法是，合成生物學會帶來第五次工業革命，言過其實，科學和技術的發展還沒有達到這樣的階段，但這體現了一種期許、一種展望。前四次工業革命都是物理世界的革命，從上個世紀開始，有人預測生命科技會帶來革命。生命科技帶來革命，首先要在理解的基礎上改造生命，才有機會去使用它。只要有改造或創造的概念，就是合成生物學。

美國的第一家合成生物學上市公司是2010年出現的。美國合成生物學行業媒體Synbiobeta制作了“美國合成生物產業樹”，它有很多枝干，包括醫療、食品、能源、消費品等，每個枝干上有很多公司，其中很多是上市公司。很多人說合成生物是一個賽道，但它涵蓋的領域很廣，不太好稱為“賽道”。合成生物學可以稱為平臺性的底層技術，它可以在多個領域應用，從而產生一系列影響。

舉幾個例子：

1、醫藥。大家很熟悉美國的莫德納（Moderna）公司，這是一家制作新冠疫苗的公司，公司名稱的意思是“修改后的RNA”。現在新冠過去了，莫德納還在用mRNA技術制作蛋白替代藥物，治療其他的感染性疾病。

2、化工。美國生物技術公司Ginkgo Bioworks是一個例子，這家公司在波士頓，直接通過微生物來生產玫瑰精油，不需要種植玫瑰花。今年剛剛上市的美國碳轉化公司Lanzatech，用一氧化碳、氫氣等化工廢氣生產燃料乙醇和能源產品。2022年F輪融資5億的美國農業技術公司Indigo在植物的種子上包裹微生物的一層膜，讓這個種子可以耐寒、抗凍、有更高的發芽率，在土里能長得更好。

3、食品領域。美國素食肉創業公司Impossible Foods的核心技術是用植物肉，即大豆蛋白，加上微生物，生產血紅素蛋白，加熱血紅素蛋白時，散發的味道就是肉的香味。血紅素蛋白是紅色的，放到植物肉上看起來血淋淋的，像肉餅，新加坡、香港已有銷售。日本生物紡織品制造公司Bolt threads，是一家生產蜘蛛絲的公司，用發酵罐生產蛛絲蛋白，通過拉絲器拉成蛛絲，可以做防彈衣，現在他們跟奢侈品牌合作，做帽子、圍巾、衣服。

還有一些支撐性技術的企業，也被定義在合成生物學領域，包括軟件、自動化、人造皮革企業等。可以看到，合成生物學技術改造生命體帶來的變化可以用于方方面面。

從2000年提出“合成生物學”的概念開始，到2023年，這一領域已經有了一些代表性的產品，比如青蒿素、人造肉、人造皮革以及柔性手機膜、人造牛奶等。中國國內有3家合成生物學上市公司：北京華熙生物科技股份有限公司、安徽華恒生物科技股份有限公司和上海凱賽生物技術股份有限公司，分別做二元酸、玻尿酸和丙氨酸。

很有意思的是，美國合成生物企業背后的投資人，最開始都是互聯網技術（IT）界的資深投資人。深圳較早開始發展合成生物學，其實也是因為有IT基礎，在IT的基礎上發展生物技術（BT）。也就是說，把生命體當作軟件來編程，賦予它新的功能，讓它們為我們所用，這其中要用到自動化、機器學習、人工智能。

目前的合成生物學市場規模的復合增長率達到25%，比較快，但目前仍然處于早期階段。投資方面，不管是美國還是中國，合成生物學領域投資最火熱的時期是2021年年底，2022年是資本寒冬，但投資人仍然在投合成生物學的項目。美國的合成生物學賽道投資最多的是醫學健康與醫藥領域，中國投資更多是化工、消費品。國內合成生物企業在生物醫藥領域的發力，下一階段會展現出來。

另一個蠻有意思的話題是，美國做合成生物學平臺性技術的合成生物企業比較多，中國做產品的公司比較多。平臺性公司的商業模式應該是什么樣的打法？怎么讓平臺性公司在中國的商業環境里能夠走一條使他們發展得比較好的路？國內正在摸索。

在全球范圍內，合成生物學布局的最主要區域是美國，歐洲也有一些，中國的發展也比較好。

中國的合成生物產業主要分布于天津和深圳，上海也是一個比較重要的城市，研究力量比較聚集。各城市之間有差異，比如天津偏向發展大眾化工品，深圳偏向生物醫藥、大健康、消費品。

我在深圳做的事情主要分為兩個方面，學術方面和產業方面。

學術方面，2017年，我們成立了中國科學院深圳先進技術研究合成生物學研究所，這是國內第一個建制化的合成生物學機構。我們的團隊成長得比較快，經過五年的發展，目前已有1100多人，其中科研人員有800多人，大部分是院士、國家杰青、國家優青、長江學者，學生有200多人，共有60個全職課題組。人員組成的交叉特色比較明顯，有生物、物理、信息、材料、計算機等不同的背景的首席研究員（PI）。

依托中國科學院深圳先進技術研究院，我們正在籌建深圳理工大學。深圳理工大學培養學生的目標是：培養有企業家精神的科學家，有科學家精神的企業家。深圳理工大學成立了合成生物學院，這是國際上第一個以合成生物學前沿學科命名的學院，我們現在正在做教學方案，招收第一批學生。目前學院六位老師已經到位，都是在合成生物學深耕多年的資深教授。

過去20年，合成生物學的發展以美國為主導。2020年我們舉辦了一個論壇，作為論壇主席邀請了6個國家的合成生物學學者，一起討論合成生物學20年來發展的瓶頸是什么？未來20年要做什么？大家一致認為，合成生物學要改造生命體、創造生命體，面臨的最大瓶頸是缺乏理性設計的能力，此外我們還缺乏高效構建的能力。針對這個挑戰，2021年9月，我們在北京舉辦了一個名為“定量合成生物學”的香山會議，討論如何通過發展定量合成生物學來解決理性設計的能力。

與此同時，世界各國都在制定合成生物學路線圖，各個路線圖都強調應用，中國還沒有路線圖。我們受科技部的委托，正在編寫中國的合成生物學路線圖，把定量合成生物學作為理論基礎或理論框架寫進路線圖。和國際上不一樣的是，我們不僅要利用現有的技術往前走，去做應用，更多的是要往底層去，往源頭去，構建合成生物學學科的理論基礎、理論框架。

我們現在也在積極組建定量工程生物學實驗室。人工智能領域出現了讓大家很吃驚的ChatGPT，在合成生物學領域，我們想知道生命領域哪一件事情能帶來變革性的變化？合成生物學作為生物學科的終極目標是什么？生物學的任務是理解地球上的生命體背后的運轉機制、運轉原理，合成生物學在做的事情是改造現有的生命體，比如改造一個微生物來生產玫瑰精油，生產蜘蛛絲。但還要再往前走，我們怎么去創造一個生命？這不是生物學的研究對象，是合成生物學的研究對象。我們如何去理解生命的本質，回答生命到底是什么的問題？只有把生命重新造出來，才能重新理解它。

造出生命需要三個步驟，第一步是從無機物到有機小分子，第二步是有機小分子合成生物大分子，第三步是從生物大分子到單細胞生命。最簡單的生命是產生一個單細胞，前兩步是合成化學，第三步是合成生物學。第三步實際上是目前尚未實現過的。坐在這個房間里的大家都是生命的延續，我們都是從有生命到有生命，我們是從媽媽的肚子里出來的，媽媽是從外婆肚子里出來的，再往前溯源，就是動物，植物，多細胞的藻類，再到單細胞，最原始的生命是“盧卡”細胞（LUCA, Last Universal Common Ancestor ）。生命起源之后，生命蔓延開來。

在地球上是否能夠再來一次生命的起源？是否能夠把這些沒有生命的東西放在一起，涌現出生命？這沒有必然答案。我們現在希望去做這樣一件事情，從地球上合成出一個全新的生命，再來一次生命起源，這是合成生物學真正能夠去突破的一件事情。

我們正在發起全球的大科學計劃，造一輛車需要一萬多個零件，造一個生命也有多個零件，每個實驗室做一點，放到一起，把生命合成出來。

產業方面，深圳做了五件事情來推動合成生物產業的發展，一是“樓上樓下”創新創業綜合體，位于光明的深圳市工程生物產業創新中心。二是國內的合成生物學產業大會，每年都在深圳召開。三個是合成生物產業園，四是設立專門的天使基金，五是出臺市、區兩級一起支持合成生物學產業發展的政策。

有意思的是，深圳合成生物學的科研和產業很接近，我們發表一篇文章，同時也孵化一家公司，比如我們用酵母合成大麻素，孵化了森瑞斯生物科技（深圳）有限公司。我們把空氣變成糧油，論文發表在《自然-催化》上，孵化了做生物膠水的深圳柏垠生物科技有限公司，去年被評為“中國十大科技進展新聞”。

“樓上樓下”創新創業綜合體是一個網紅打卡點，樓下引進設備跟樓上的實驗室一起用，樓上樓下造成了一個上午下午的巧合：上午文章上線，下午完成融資。“樓上樓下”孵化器于2021年7月1日開啟，共遴選了300多家企業。目前我們自己孵化的企業有14家，一般完成一個研究工作需要3-5年，文章發表后我們進行孵化，開公司，周期比較短。我們形成了自己的一棵小樹，分幾個賽道，包括醫藥、食品、消費品。

這棵小樹苗缺什么？我們發現，現在最缺的就是懂科技的經營人才和首席執行官（CEO）。我們從源頭創新上構筑的研究院以及產出的成果，到了初創公司之后，成長得好不好，其實完全取決于誰來運行這個公司。教授來運行公司，99%是失敗的，只有1%可能會成功。所以需要專業化且懂科創的經營人才，銜接這個鏈條，不然這是一個斷裂的鏈條。所以我們在深圳理工大學也想成立商學院，從本科生開始培養懂科技的管理人才。

現在連續的創業者太少了。很多人創業成功之后，往往就去做投資了，沒有回來再創業，這是國內的情況。所以我們特別需要再回到池子里，連續創業者的池子如果能像美國一樣那么大的話，那中國的科技成果、產業轉化這條路，會走得更加順暢。

最后，我們形成了 “雙環耦合”的模式。左邊是科技創新的環，以政府投入為主，右邊是產業轉化的環，市場主導。我們可以用“訂書機”在兩個地方把兩個環訂在一起，一個是設施，既服務科學又服務產業，另一個是樓下和樓下都是產業，目的是打通科學和產業“兩張皮”，沿途下蛋，就地轉化。這個模式不是預先想好的，是往回看，思考一些模式是否可以復制時總結出來的。今天我講合成生物學，不一定局限于這個領域，可以通過這個點，向外去輻射，看看是否有可以復制的地方，在其他領域也能夠走這條路，打破科技產業“兩張皮”的情況。