创科广场｜合成生物自然魔术师技术突破引投资追捧

近年兴起的合成生物学（Synthetic biology），以结合分子生物学，化学和基因工程的跨学科，为现时最炙手可热的科创领域之一，通过大规模设计、编写或修改微生物的基因组，如机器般合成生产出药物、食物甚至燃料，不少人预计合成生物学将会颠覆多个产业，过去数年风险投资倍计增长。

基因可从头编写、重编或剪辑之后，合成生物学就以基因为原材料，可制造出以往无法想像的产品，如稀缺药品、燃料、纺织品、食品、香料，甚至制造出自然界无法产生的物质。

最近科学家在合成生物再获突破，较早前中国科技大学化学物理系曾杰，与电子科技大学夏川课题组、深圳合成生物学研究所的于涛团队，合作研发通过电催化，再结合生物合成，令二氧化碳先高效还原合成高浓度的乙酸，再进一步以微生物再合成为葡萄糖和脂肪酸，。

中国研究人员利用酿酒酵母合成葡萄糖，酿酒酵母通过不断吃醋合成葡萄糖。然而，过程中酿酒酵母本身也代谢部分葡萄糖，研究人员敲除酿酒酵母中代谢葡萄糖3个关键酶元件，废除酿酒酵母代谢葡萄糖的能力后，工程酵母菌株发酵合成葡萄糖产量可达每公升1.7克。此项突破为人工和半人工合成「粮食」提供了新路綫，除了减碳还有望解决粮食危机。

人工青蒿素救人无数

以合成生物学的最成功例子，仍要数生物合成的青蒿素（Artemisinin）。青蒿素为治疗疟疾药物，青蒿素来自黄花蒿，但黄花蒿的青蒿素含量低，农民又不愿栽培，产量一直不稳定。

合成生物学的开山人物，不能不提美国加大柏克莱分校教授Jay Keasling，发明了以工程酵母生产青蒿素，代替以植物种植提炼；方法是青蒿素植物提炼出基因再导入酵母，并编辑酵母生产再提纯转化青蒿素衍生物，为合成生物学最成功案例之一，救治了不少非洲疟疾病人。

Keasling另一研究则为合成生物大麻素，大麻素有重要的药用价值，美国已FDA批准CBD药物治疗小儿癫痫症。大麻素通常在温室内种植，要消耗大量电、光和水，提炼困难，以化学合成法公斤成本约4-7万美元。Keasling成立的初创DEMETRIX，整合了大麻植物和其他物种代谢链路到工程酵母，以合成生物产生THC、CBD、CBG、CBDV和THCV，甚至不在天然大麻的成分，获李嘉诚的维港投资入股。

长期而来，Keasling研究以合成生物学产生燃料，以取代化石燃料，他领导美国能源部资助劳伦斯伯克利国家实验室（LBNL）属下联合生物能源研究所（JBEI），推动下一代生物燃料开发。

全球推动减碳，取代石化燃料有多种方案，包括电池和氢燃料，部分航机已采用「生物质」（Biomass）环保燃料，但以能量密度，始终不及石油衍生属于含具有张力键角环状分子的碳氢化合物，比非环状分子储存更多能量。

森瑞斯获亿元A轮融资

Keasling与团队开发出以合成生物学生产的新型聚环丙烷化分子燃料，能量密度比现时火箭燃料还高；团队以基因工程细菌生产环丙烷属于张力键角环状分子的碳氢化合物合物之中，为能量密度最高的化学结构之一。团队通过细菌合成聚环丙烷化脂肪酸甲酯，作为新型高能量生物燃料，其能量密度大于50 MJ/L，远超火箭航空合成燃料，不过合成生物成本较贵，价格须具竞争力，下一步要研究大规模投产工艺。

Keasling与中国深圳先进院亦有研究合作的关系，2017年9月曾合作建立了深圳合成生物学实验室。2019年，柏克莱大学追随Keasling研究生物合成大麻素的罗小舟，深圳亦创办了「森瑞斯」（Synceres Biosciences），最近获亿元人民币A轮融资。森瑞斯改造酿酒酵母，大麻素产量增加近100万倍；又开发液体新材料提高橡胶抓着力和耐磨性能。另一家由中山大学研究只张志乾创立的「态创生物」，10个月内亦获得4轮融资。

研究机构MarketsandMarkets估计，2021年全球合成生物市场规模约95亿美元，至2026年增至307亿，复合增长26%。中美是两个投资合成生物最积极的国家，不少合成生物亦可用于军事用途，相信技术转移会受限制。

以二级市场而言，中美合成生物相继集资，美国Zymergen于纳斯达克上市，另一家Ginkgo Bioworks则在纽约主板挂牌，股价反覆，相反中国两家的初创，凯赛生物和华恒生物均在科创板上市，股价较为理想。中国初创投资额急促上升；天风证券指，去年中国第三季生物合成有关初创融资，就达61亿美元。

香港科技大学亦在2019年获李嘉诚基金会捐资5亿港元予创立「合成生物学研究院」，目前处于起步阶段。