北京合成生物產(chǎn)業(yè)進入加速進行時

到2026年，北京合成生物制造的創(chuàng)新資源集聚力、產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新策源力、示范應用引領力、區(qū)域輻射帶動力將全面提升。

合成生物技術被譽為繼DNA雙螺旋結構發(fā)現(xiàn)、人類基因組計劃之后的“第三次生物技術革命”。隨著人工智能、機器學習等技術與合成生物學的深度融合，合成生物技術在不同領域的應用和發(fā)展將迎來新的機遇。

在北京中關村科技園區(qū)，傳統(tǒng)工業(yè)上不能生產(chǎn)的，合成生物技術正在通過人工設計“細胞工廠”實現(xiàn)生產(chǎn)；原來產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)中能生產(chǎn)的，就把“多步變成少步”，把低效變得高效，用生物催化替代化學合成，從而實現(xiàn)綠色、低碳發(fā)展。

有專家提出，合成生物將顛覆農(nóng)業(yè)、生物醫(yī)藥、能源與新材料的生產(chǎn)方式，并大幅降低企業(yè)生產(chǎn)成本、縮短產(chǎn)品周期，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

合成生物作為一種生物制造生產(chǎn)方式，隨著技術的發(fā)展，其產(chǎn)業(yè)已覆蓋醫(yī)藥制造、醫(yī)療醫(yī)美、食品等多個領域。例如，合成生物技術在醫(yī)藥領域可以通過菌株的改造實現(xiàn)更低成本，更高純度，更安全的生物藥生產(chǎn)、開發(fā)，如基因治療新療法、通過AI計算開發(fā)創(chuàng)新藥等。

4月25日，北京市委副書記、市長殷勇到昌平區(qū)調(diào)研合成生物技術發(fā)展時提出，北京要聚焦合成生物創(chuàng)新發(fā)展需求，大力支持高校、科研院所以及創(chuàng)新企業(yè)加強基礎研究，開展關鍵核心技術攻關，推動形成更多引領性技術突破，打造原始創(chuàng)新策源地。

早在2024年9月，北京市科學技術委員會、中關村科技園區(qū)管理委員會會同北京市發(fā)展改革委、北京市經(jīng)濟信息化局聯(lián)合印發(fā)實施了《北京市加快合成生物制造產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展行動計劃（2024—2026年）》（以下簡稱“行動計劃”）。

行動計劃提出，到2026年，北京合成生物制造的創(chuàng)新資源集聚力、產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新策源力、示范應用引領力、區(qū)域輻射帶動力將全面提升，北京創(chuàng)新策源、津冀承接支撐、輻射帶動全國的發(fā)展格局基本形成。屆時，北京市將在重點應用領域落地一批創(chuàng)新產(chǎn)品，新增3家合成生物制造上市企業(yè)，引育5—10家具有國內(nèi)外影響力的領軍企業(yè)，培育百家以上優(yōu)秀初創(chuàng)硬科技企業(yè)，初步形成1—2個百億級產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)。

截至2025年3月，北京市已集聚了近百家合成生物制造領域創(chuàng)新企業(yè)，部分化工、食品、醫(yī)藥等領域的在京重點央國企也在積極布局新賽道，創(chuàng)新成果加速涌現(xiàn)。北京正在持續(xù)優(yōu)化合成生物產(chǎn)業(yè)空間布局，結合昌平、平谷、大興等區(qū)資源稟賦，圍繞高精尖方向布局技術研發(fā)、高端制造等關鍵環(huán)節(jié)，引導企業(yè)集聚發(fā)展。

昌平合成生物制造產(chǎn)業(yè)集群效應顯著

昌平區(qū)作為北京市合成生物產(chǎn)業(yè)主要承載區(qū)，已聚集了微元合成、先正達、吉態(tài)來博、博雅輯因、齊禾生科等國內(nèi)外合成生物創(chuàng)新企業(yè)，相關成果已應用于生物醫(yī)藥、美麗經(jīng)濟、化工能源、農(nóng)業(yè)等眾多領域。

截至2025年初，昌平區(qū)共搭建了10個合成生物制造產(chǎn)業(yè)共性平臺，圍繞產(chǎn)業(yè)共性需求，組建了兩支3億元的合成生物制造產(chǎn)業(yè)專項基金。2024年，昌平區(qū)共集聚了合成生物企業(yè)80余家，占全市半數(shù)以上，產(chǎn)業(yè)收入突破60億元，固定資產(chǎn)投入項目20個，投資超35億元。

未來科學城合成生物制造產(chǎn)業(yè)重點布局生物醫(yī)藥及美麗經(jīng)濟等五大領域，聚焦研發(fā)轉化、高端制造等環(huán)節(jié)，著力構建“八個一”產(chǎn)業(yè)支撐體系，即打造一個主題專業(yè)園區(qū)、組建一個創(chuàng)新中心、出臺一批產(chǎn)業(yè)支持政策、聚集一批優(yōu)質高效企業(yè)、搭建一批關鍵共性平臺、設立一批產(chǎn)業(yè)發(fā)展基金、匯集一批產(chǎn)業(yè)骨干人才、支持一批有效應用場景。

北京可以為合成生物學產(chǎn)業(yè)輸送大量高端人才，結合北京高校與研究所，能夠更快地將前沿技術向產(chǎn)業(yè)轉化，加快科研成果落地。北京化工大學與昌平區(qū)共同建設的北京市合成生物制造技術創(chuàng)新中心，已于2025年1月啟動試運行，政產(chǎn)學研用等創(chuàng)新資源優(yōu)勢的集聚，將推動科技成果快速轉化。

創(chuàng)新中心重點布局生物催化劑設計、生物制造原料開發(fā)、生物制造過程強化、生物制造產(chǎn)品工程等四大分中心，將圍繞生物制造產(chǎn)業(yè)鏈、創(chuàng)新鏈、價值鏈開展全流程技術攻關，為引領生物制造產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展筑牢基礎。

創(chuàng)新中心重點建設了催化劑設計、原料開發(fā)、過程強化、產(chǎn)品工程等四個分中心，建立基礎數(shù)據(jù)及催化劑設計、分析測試、中試驗證等三個平臺，圍繞生物制造產(chǎn)業(yè)鏈、創(chuàng)新鏈、價值鏈開展全流程技術攻關，實現(xiàn)更多“從0到1”的突破，彌補產(chǎn)業(yè)鏈短板。

創(chuàng)新中心主要目標是解決三大問題，一是破解核心生物催化劑和相關工具受制于人的問題；二是解決我國生物反應器等關鍵設備高度依賴進口的問題；三是打通我國產(chǎn)業(yè)鏈上下游，加強市場把控能力。

“在合成生物制造領域，北京化工大學團隊在生物法己二酸制備技術上已取得重大突破”，中國工程院院士、北京化工大學校長譚天偉介紹。在2025中關村論壇年會開幕式上，10項重大科技成果發(fā)布，“己二酸的生物制造關鍵技術”入選。

“己二酸這種物質，很多人可能并不熟悉，但由它制備的尼龍材料與人們的生活息息相關，可以制備優(yōu)質的工程塑料，用于航空航天、汽車高鐵等裝備的生產(chǎn)，也能制作沖鋒衣、速干服等服裝。”譚天偉表示，通過生物法制備己二酸，不僅原材料可以再生，生產(chǎn)過程也清潔高效，有助于產(chǎn)業(yè)綠色低碳轉型。通過己二酸的生物合成新途徑，產(chǎn)物的理論得率達87%，較現(xiàn)有路徑提高32%。

合成生物學通過設計改造微生物以進行定向發(fā)酵，使細胞工廠可以高效生產(chǎn)目標產(chǎn)品。該技術以基因組和生化分子合成為基礎，讓細胞成為“超級工廠”，在接受改造后源源不斷生產(chǎn)特定的物質。

2023年11月，昌平制定出臺了《昌平生物制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動計劃》，重點布局合成生物技術在生物醫(yī)藥及美麗經(jīng)濟、農(nóng)業(yè)及食品、環(huán)保、能源、新材料“五大”應用領域的產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃。

2024年1月，《昌平區(qū)支持合成生物制造產(chǎn)業(yè)高質量發(fā)展的若干措施（試行）》發(fā)布，推出了10個方面共32條措施，從創(chuàng)新孵化、產(chǎn)業(yè)集群、項目落地、推廣應用等環(huán)節(jié)提出支持措施，促進重大項目、重點企業(yè)、重要平臺和重磅人才集聚發(fā)展，助力合成生物制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展開啟新篇章。

平谷區(qū)合成生物制造產(chǎn)業(yè)勢能集聚

截至2024年1月，平谷區(qū)已經(jīng)匯集了保利集團、正大集團、首農(nóng)集團、北大荒集團、新希望集團、華大基因等多家行業(yè)龍頭企業(yè)，以及專注創(chuàng)新蛋白領域的北京蘇陀科技等創(chuàng)新企業(yè)，產(chǎn)業(yè)勢能集聚，創(chuàng)新資源富集。

北京市平谷區(qū)合成生物制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展，聚焦農(nóng)業(yè)、食品、營養(yǎng)領域合成生物學的開發(fā)應用，構建了“基礎層創(chuàng)新突破、平臺層賦能轉化、應用層產(chǎn)業(yè)培育”的合成生物制造創(chuàng)新生態(tài)和產(chǎn)業(yè)體系，推動產(chǎn)業(yè)關鍵核心技術與核心裝備攻關，促進技術研發(fā)和成果轉化，創(chuàng)新消費場景和體驗，延伸農(nóng)業(yè)食品的價值鏈、產(chǎn)業(yè)鏈，著力發(fā)展國際差異化優(yōu)勢強、戰(zhàn)略重點相關及商用前景明晰的高成長行業(yè)，力爭將平谷區(qū)建設成為代表北京、引領全國、具有全球影響力的農(nóng)業(yè)食品合成生物創(chuàng)新源頭和成果轉化中心，全力培育高端生物制造集群。

融合了生物學、化學、工程學等多種技術的合成生物，可在醫(yī)療醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、食品、環(huán)保、能源和新材料等眾多領域實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)提質增效，是打造生物制造等新增長引擎的重要途徑。

北京農(nóng)業(yè)食品合成生物創(chuàng)新孵化器、北京生物制造食品風險評估與合規(guī)保障共性技術平臺、中新乳業(yè)可持續(xù)發(fā)展聯(lián)合研究中心、SynBio-AI生物系統(tǒng)設計工具平臺、北京合成生物概念驗證加速營都在平谷平穩(wěn)發(fā)展。

其中，北京農(nóng)業(yè)食品合成生物創(chuàng)新孵化器將打造集研發(fā)、中試、驗證、孵化、產(chǎn)業(yè)化等功能于一體的合成生物先導區(qū)，為未來農(nóng)業(yè)食品產(chǎn)業(yè)高質量發(fā)展提供支撐。

北京生物制造食品風險評估與合規(guī)保障共性技術平臺，圍繞我國在生物制造食品研發(fā)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)化中面臨的技術法規(guī)需求，致力于打造集質量控制與標準、風險監(jiān)測與評估、合成生物安全評價、功能與毒理評價等研究服務于一體的產(chǎn)業(yè)化保障平臺，將促進生物制造食品原料創(chuàng)新和轉化落地，發(fā)揮標準對產(chǎn)業(yè)的引領規(guī)范作用，支撐生物制造食品新質生產(chǎn)力形成。

SynBio-AI生物系統(tǒng)設計工具平臺，是由北京市農(nóng)林科學院聯(lián)合華大基因和在京科研院所籌建而成，主要利用北京在大模型、人工智能（AI）、組學大數(shù)據(jù)庫、合成生物等領域的前沿技術優(yōu)勢，實現(xiàn)智能化超高通量挖掘設計新型調(diào)控元件、AI指導創(chuàng)制高性能酶元件、AI輔助酶定向進化、智能構建高效生產(chǎn)底盤細胞等產(chǎn)業(yè)轉化關鍵核心技術突破，達到平臺智能化、實驗自動化、預測精準化、數(shù)據(jù)標準化。

合成生物企業(yè)競相開放

2025年，位于昌平區(qū)未來科學城的微元合成生物技術有限公司已經(jīng)與國藥成立合資公司，共同規(guī)模化量產(chǎn)阿洛酮糖。微元合成基于合成生物研發(fā)平臺，全球獨家開發(fā)了發(fā)酵法阿洛酮糖生物制造技術。通過從自然界尋找合適的基因，借助AI設計、基因模塊化組裝、酶分子改造與篩選等策略，將全新的阿洛酮糖合成途徑整合入GRAS菌株，實現(xiàn)了以葡萄糖或粗蔗糖為原料，高效率發(fā)酵生產(chǎn)阿洛酮糖，無需復雜的色譜分離就能結晶出產(chǎn)品。

傳統(tǒng)的阿洛酮糖生產(chǎn)方式是以果糖為原料，經(jīng)過差向異構酶轉化、多套模擬移動床分離，單次得率僅有20%—30%；且多次濃縮、分離的過程能耗極高，導致阿洛酮糖成本高昂，難以規(guī)?；瘧?。微元合成設計了一條新的生物合成路線，采用成本更低的葡萄糖作為原料，設計全新的阿洛酮糖的代謝通路放置于微生物中，將產(chǎn)物轉化率提升至60%，發(fā)酵產(chǎn)量達到150g/L，單批次發(fā)酵時間也較赤蘚糖醇縮短一半。

在合成生物領域，位于亦莊開發(fā)區(qū)的北京衍微科技有限公司在化學品綠色生物合成領域經(jīng)過20多年的積累，圍繞催化這個核心，公司設計和優(yōu)化了全細胞催化劑、酶分子、金屬單原子催化劑，形成了全體系生物和化學催化能力，構建了獨特的技術壁壘。

高抗逆紅球菌全細胞催化劑具有高有機溶劑耐受性、高活性和高穩(wěn)定性的特點，可應用于酰胺類、手性環(huán)氧、手性鄰位二醇及手性胺等功能化學品的綠色高效合成。與傳統(tǒng)的化學合成相比，醫(yī)藥化學品的生物合成更加安全和綠色。

尤其是基于自主知識產(chǎn)權的紅球菌底盤菌技術，衍微科技的多種原料的生物合成表達量達到了全球領先。衍微科技掌握了世界領先的針對紅球菌的基因編輯技術，其獨特的技術平臺展現(xiàn)了更好的抗逆性、抗噬菌體、低成本等優(yōu)勢，并獲得工業(yè)界的驗證，評價較高。

通過新型精準基因編輯技術改造傳統(tǒng)育種方式的北京齊禾生科生物科技有限公司也是其中的佼佼者。坐落于中關村生命科學園的齊禾生科，通過在基因編輯底層新工具挖掘、自主知識產(chǎn)權基因編輯工具優(yōu)化、安全高效遞送系統(tǒng)開發(fā)以及突破性種質資源創(chuàng)制等方面取得了一系列進展，形成了以SEEDIT平臺為核心的高科技產(chǎn)業(yè)鏈條，能夠實現(xiàn)基因的精準敲除、堿基替換、基因表達精細調(diào)控以及大片段DNA精準插入等復雜的多重基因/基因組操作。

傳統(tǒng)育種方式，我們想要實現(xiàn)對植物基因的改變往往需要用很久的時間進行很多代品種更迭，可能一晃就是很多年。而現(xiàn)在通過SEEDIT平臺，公司團隊可以實現(xiàn)對基因性狀的快速改變，一代作物即可完成育種實驗。目前公司基于SEEDIT平臺開發(fā)的許多相應技術已在Cell、Nature Biotechnology等頂級期刊發(fā)表。除了研發(fā)基因編輯技術外，齊禾生科也針對水稻、小麥、玉米等世界重要糧食作物以及經(jīng)濟特色植物建立了自主高效遞送體系，進行精準改良。公司于2024年1月取得高油酸大豆植物基因編輯安全證書，另有小麥、水稻等多個基因編輯性狀產(chǎn)品正在安全證書審批流程中。

有數(shù)據(jù)表明，北京正在培育經(jīng)濟發(fā)展新動能，把合成生物打造成為發(fā)展新質生產(chǎn)力的重要引擎。