「合成生物」成为新风向人造蛋白、合成淀粉，把二氧化碳作为原料直接转化为可食用的物质，近两年引起了广泛热议，未来人类有望摆脱粮食生产的烦恼，真正实现“喝西北风也能喝饱”。 而这些只是合成生物技术的冰山一角。  什么是「合成生物」？ 合成生物学是指通过构建生物功能元件、装置和系统，对细胞或生命体进行遗传学设计、改造，使其拥有满足人类需求的生物功能，甚至创造新的生物系统。 合成生物学将催生下一次生物技术革命。 合成生物涉及医疗健康、化工、农业、食品、消费品等领域，在基因编辑技术的进步下，成本大幅下降，有望在未来几年突破式发展。 在产品应用上，比如利用淀粉、葡萄糖、纤维素等可再生碳资源甚至CO2为原料生产氨基酸、有机酸、抗生素、维生素、微生物多糖、可再生化学品、精细与医疗化学品等。还有就是微生物细胞工厂，理论上，所有的有机化学品理论上都可以通过合成生物制造来生产。包括生物基丁二酸、长链二元酸、乙醇、1,4-丁二醇、异丁醇、1,3-丙二醇、异丁烯、L-丙氨酸、戊二胺、青蒿素等在内的众多合成生物化学品已经成功实现产业化。 青蒿素分子式 2020-2025年，全球合成生物市场规模将保持22.5%的年均复合增速，至2025年有望突破200亿美元。 中国加码「合成生物」发展2022年5月10日，国家发展改革委印发《“十四五”生物经济发展规划》，这也是我国首部生物经济五年规划。
在《规划》中，合成生物学多次被提及，覆盖医疗健康、食品消费两大领域： 国内多省市规划频繁提及合成生物，部分省市政府发布科技创新“十四五”规划都将合成生物技术纳入其中。  中国领衔「合成生物」食品领域发展《规划》中还提到探索研发“人造蛋白”等新型食品。我国在合成生物食品领域的应用中，已经取得了重大突破。 人造蛋白 2021年，我国农科院饲料所和首钢朗泽公司联合研制的新型人工合成蛋白质技术。 这项技术通过采取自然界的一氧化碳、以及二氧化碳尾气及氮源（氨）进行化学合成，仅仅需要22秒就可以快速合成蛋白质，创下了85%转化率的世界第一人工合成蛋白质纪录。 这一技术的重大意义是什么？ 咱们国家的饲料严重依赖进口国外的豆粕、玉米等原料，并且在这过程中产生大量的“碳排放”，而借助这一技术，我国实现了工业级批量生产人造蛋白质，形成万吨产能，不管是从经济效益还是环境效益上，都是根本性的突破！  人造蛋白弥补食物缺口 人造肉 人造肉分为“植物肉”和“细胞肉”两大类。 “植物肉”主要靠大豆蛋白制成，因为其富含大量的蛋白质和少量的脂肪，是健康食品。 “细胞肉”主要是利用动物干细胞制造出的人造肉。 人造肉的好处是： 1、口感味道一致的情况下，还能调节肉中的营养成分，去除掉危害人体健康的物质。 2、减少养殖家禽带来的环境污染，减少碳排放。（温室气体排放有18%来自养殖业） 3、减少养殖过程中消耗的大量水资源和土地。（全球陆地面积有30% 都被用于养殖业） 早在2019年11月，我国科学家研发出我国第一块肌肉干细胞培养肉产品，使用的是第六代猪肌肉干细胞，看起来和真肉没什么差别。但国内消费者目前对于人造肉接受度有限，要想培育消费者心智或许还需要很长一段时间。 合成淀粉 2021年9月，中科院天津工业生物技术研究所主导完成的人工合成淀粉重大科技突破进展成果论文在国际学术期刊《科学》上线发表。 淀粉是粮食最主要的成分，同时也是重要的工业原料，目前主要是从玉米等农作物通过自然光合作用固定二氧化碳生产，理论能量转化效率仅为2%左右。 而我国的研究人员经过6年的研究，以二氧化碳、电解产生的氢气为原料，成功生产出淀粉，在国际上首次实现了二氧化碳到淀粉的从头合成。 中科院实现二氧化碳合成淀粉 技术突破在哪？ 突破1：能量转化效率提升3.5倍，突破自然光合固碳系统利用太阳能的局限。 突破2：自然界淀粉合成需要60多个步骤，人工合成只需要11步。 突破3：突破天然淀粉合成时空效率不高的限制，解决生物酶催化剂间难以适配的问题。 真正从0到1的原创性突破，对全球生物制造产业的发展具有里程碑式的意义。  人工合成淀粉 合成生物在食品领域的应用，是解决未来“粮食危机”的必经之路，更是畅想宇宙航行的必然基础，是需要重点发展的关键技术。 合成生物在医疗健康领域的发展，更为复杂繁多，就不在本文展开介绍，改天再与大家分享。 本文完，感兴趣的朋友在评论区留下您的宝贵建议，我们下期再见！ |
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