01
发展阶段
合成生物学发展迅速，其发展经历大体能够分为4个阶段：
第一阶段是合成生物学的创建时期（2000—2003年），这个时期产生了很多具备领域特点的钻研伎俩和理论，出格是基因线路工程的成立及在代谢工程中的成功使用；
第二阶段是摸索美满时期（2004—2007年），这个时期的沉要特点是固然领域有扩大趋向，但工程技术进取比力缓慢；
第三阶段是急剧创新和利用转化时期（2008—2013年）这个时期涌现出了大量新技术和新工程伎俩，出格是人为合成基因组能力的提升，以及基因组编纂技术的突破等，从而使合成生物学的钻研与利用领域大为拓展；
第四阶段是飞速发展新时期（2014年至今），该时期钻研成就全面提升，出格是酵母染色体的人为合成等领域获得突破性成就，为人类实现“能力提升”的雄伟指标奠定了沉要基础 。
02
利用领域
合成生物学利用领域涵盖医药、化工、能源、食品和农业等沉点领域 。
在食品领域，涉及人造肉、油、酒、蛋白质、食品增长剂和天然职能成分等 。例如，PerfectDay和ClaraFoods公司通过合成生物学技术开发合成蛋白类产品，如牛奶、蛋清奶酪等 。Calyxt公司的高油酸大豆油是第一款进入美国食品供给市场的基因编纂大豆油 。
在农业领域涉及农作物及畜牧出产环节，蕴含成本节造、化肥农药减施、生物传感器等 。例如，Agrivida公司开发的酵素植酸酶Grain能够提高饲料的消化率，削减动物体内的营养抑造剂 。GreenlightBiosciences公司致力于开发创造高机能的RNA农作物，使其精确靶向免疫于特定害虫，不会中伤有益虫豸或在泥土、水中残留 。
03
发展环境
1、技术环境
与传统的化学合成相比，合成生物学技术优势显著 。合成生物学是当今生物学领域的前沿钻研方向，合成生物学技术在逐步取代传统化学合成成为全球医药、食品、资料等领域“绿色合成”的沉要蹊径 。
近年来合成生物学公司所使用的钻研工具和技术出现了好多突破，使得微生物细胞工厂构建和测试的能力得到显著提升，为提高菌种构建效能以满足市场急剧变动和多样的需要提供了沉要的机缘 。此表，自动化合成生物技术的出现，不只能够急剧堆集大批优质基因职能 ？，成立尺度化的合成性命工艺流程，还能够获得高质量的海量尝试数据，从而选取数据驱动的方式开发并优化对合成性命进行系统设计和职能预测的推算模型 。二代测序和基因组编纂的技术飞跃，出格是融合AI技术和自动化工具组使得成本大幅度降落，基因测序成本以超摩尔速度降落，使得从全基因组档次设计和构建微生物细胞工厂成为可能 。与此同时，更多针对合成生物行业的设备和工具被开发出来，推进了行业加快发展 。
2、政策环境
生物造作是我国建设科技强国的沉点发展产业之一，从2010年国务院把生物造作列为生物产业的沉要内容，我国《“十三五”国度科技创新规划》和《“十三五”生物技术创新专项规划》都将合成生物技术列为“构建拥有国际竞争力的现代产业技术系统”所需的“发展引领产业刷新的颠覆性技术”之一，明确生物造作是我国战术性新兴产业的主攻方向 。
2022年5月，国度发展和鼎新委员会颁布《“十四五”生物经济发展规划》，提出“紧紧萦绕性命科学和生物技术发展刷新趋向，聚焦面向人民人民在医疗健康、食品消费、绿色低碳、生物安全等领域更高档次需要和大力发展生物经济的指标，充分思考生物技术赋能经济社会发展的基础和前提，优先发展四大沉点领域 。”上海视注北京视注丽江市和天津市等多省市规划屡次提及合成生物学，但愿推进本地合成生物学产业的发展 。
3、社会环境
2020 年9 月22 日，中国国度辅导人在第七十五届结合国大会通常性争吵上颁发，中国将提高国度自主贡献力度，采取越发有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于 2030 年前达到峰值，致力争取2060 年前实现碳中和 。
传统石化产品通常由石油、天然气等化石能源提纯造作根基化工原料，并在此基础上进行化学合成 。代表性的产品蕴含塑料、合成纤维、合成橡胶等，其全出产过程带来大量的碳排放 。而生物基产品起源于玉米、秸秆等可再生的生物质原料，通过生物转化得到，可用于纺织资料、工程资料、生物燃料等，实现对石化基产品的代替 。
生物造作是通过植物的光合作用和工业微生物的“细胞工厂”间接地把空气中的 CO2 转造成了生物基资料，用于人类的衣食住行用 。“碳中和”将进一步催化和推动生物产业发展 。生物造作以可再生的物质为原资料，出产过程绿色环保，可大幅削减二氧化碳排放 。以华恒生物用合成生物学出产L-丙氨酸为例，该公司每出产 1 吨 L-丙氨酸理论上二氧化碳排放削减到 0.5 吨 。以碳税为代表的碳中和政策逐步落地，会进一步拉开生物造作对传统工艺的成本优势，生物造作产业也将迎来更大的发展 。
04
列国政策
1、美国
美国早在 2006 年便成立合成生物学工程钻研中心，自 2019 年起头陆续 3 年颁布 了《工程生物学：下一代生物经济的钻研路线图》、《微生物组工程：下一代生物经济 钻研路线图》和《工程生物学与资料科学：跨学科创新钻研路线图》等合成生物学相 关领域的钻研路线图；2021 年，出台《2021 美国创新与竞争法案》，将合成生物学列 为关键技术沉点布局领域之一 。2022 年 9 月，启动“国度生物技术和生物造作计 划”，颁发提供 20 多亿美元的资金加快生物技术创新；2023 年 3 月，颁布〖国生物 技术和生物造作的明确指标》，提出 5 年内，基于生物质或二氧化碳出产食等第蛋白 质，3 周实现幼分子或酶设计，30 天内构建和丈量单细胞，3 个月将生物工艺扩大至 贸易出产规模；20 年内，用生物基代替品取代 90%以上的塑料，生物造作满足至少 30%的化学品需要，网络和处置 12 亿吨生物质原料，转化 6000 万吨二氧化碳为燃料和 产品等 。
2、英国
英国当局 2012 年通过“合成生物推进增长打算”，向 MRC 分子生物学尝试室等 6 个合成生物钻研中心投入 7000 万英镑，进一步扩大合成生物的发展规模 。英国政 府还通过英国科学院（British Academy）发展进一步投资，蕴含国防科技尝试室、英 国环境部未来农业创新打算、性命科学办公室新型疫苗打算等 。此表，“合成生物推进 增长打算”还在英国成立了一批合成生物基础设施 。沉点合成生物基础设施布里斯托 尔以及爱丁堡的生物经济都在蓬勃发展 。2023 年 12 月，英国科学、创新和技术部发 布《国度工程生物学愿景》，提出将投入 20 亿英镑发展工程生物学，推动医药、食品 和环境；ち煊虻乃⑿ 。
3、欧盟
欧盟 2019 年在〖向生物经济的欧洲化学工业路线图》中设立指标，2030 年将 生物基产品或可再生原料代替份额增长到 25% 。2020 年 3 月 20 日,欧盟生物基产业联盟(BIC)颁布《战术创新与钻研议程(SIRA 2030)》汇报草案,提出“2050 年循环生物社 会”的愿景，即“一个拥有竞争力、创新和可持续发展的欧洲，引领向循环型生物经 济的转变，使经济增长与资源枯竭和环境影响脱钩” 。为实现“2050 年愿景”钟装在 循环生物经济中创造就业和增长”的驱动力，必须加快卓越的和可持续的生物基解决 规划的贸易化 。大规模尝试这些解决规划将激产生物部门的创业心灵，将发现者与投 资者联系起来，并通过公共资金杠杆化个人本钱投资 。大规模的生物基产业将在农 村、沿海和城市地域创造新的就业机遇 。
4、德国
德国 2010 年颁布《国度钻研战术“生物经济 2030”》，提出要在天然资料循环的 基础上成立可持续发展的生物经济；2013 年颁布《国度生物经济政策战术》，旨在支 持可持续的生物经济这一结构转型的指标和措施；2020 年颁布新《国度生物经济政策 战术》，为开发德国生物经济的全数潜力提供前提，加强其作为生物经济辅导者的作 用，同时，联国当局通过了至 2024 年投入 36 亿欧元的生物经济行动打算，以援手可 持续资源取代日常产品中的化石原料 。
5、法国
法国 2009 年颁布《国度钻研与创新战术》，将新兴学科“合成生物学”列为了 “优先挑战”；2010 年，成立合成生物学尝试室系统与合成生物学钻研所，用以遍及 和推动本国合成生物学发展；2011 年成立合成生物学工作组，指出法国能够在该领域 “争取在全球排名第二或第三” 。2013 年颁布《国度钻研战术：法国-欧洲 2020》，推 进系统生物学博士教育与持续教育，造就钻研人员；建设系统生物学与合成生物的多 学科中信，发展从物理、数学建模到生物试验的全阶段研发；建设医学测序平台，手 机生物数据，推动生物建模 。2018 年颁布《法国国度生物出产战术》，向公家推广生 物经济极其产品；2021 年颁布《法国健康创新 2030 战术》，指标是支持法国作为欧洲 第一的卫生健康创新国度，该打算将利用未来投资打算等资金，投入 70 亿欧元，通过 赞助生物医学钻研，三大加快战术等 7 个沉点行动来实现指标 。
6、加拿大
加拿大 2020 年颁布《加拿大工程生物学白皮书》，在该白皮书中，加拿大本国的 专家们论说强调了合成生物学对于加拿大的沉要性 。
7、韩国
韩国 2022 年颁布《第五次科技总体规划/国度战术技术造就打算》，提出扩大合成 生物学、数字生物技术等先进生物技术的钻研开发，在 12 项关键技术之表，将合成生 物学等列为未来有但愿的技术领域，推出“国度生物合成生物学打算”，预期未来 10 年内推进 30%的造作业向生物产业转型 。
8、日本
自 1971 年以来，日本当局在造订科技政策与规划时均生物技术将作为沉点推动领 域 。一系列政策与规划的执行，推进了日本生物技术产业的创新发展；2001 年，日本 经济产业省启动产业集群打算，推进了一系列生物技术产业园区的急剧发展 。2002 年，日本出台生物技术产业立国的国度战术，力争将生物技术产业造就成国度支柱产 业 。日本《第二期科学技术根基打算（2001-2005）》将性命科学确定为研发的沉点领 域之一 。日本《第三期科学技术根基打算（2006-2010）》提出了“世界顶级钻研基地 形成推进打算” 。2007 年，日本颁布《创新 25 战术》，执行并将建成多个生物技术世 界顶级国际钻研基地 。日本《第四期科学技术根基打算（2011-2015）》沉点凸起将包 含转基因生物技术等在内的技术领域确定为研发方向 。日本《第五期科学技术根基计 划（2016-2020）》萦绕生物技术等可能创造新价值的主题优势技术，设定了富有挑战 性的中持久发展指标并投入了巨额的资金，有效推进了生物技术基础钻研的发展 。
2019 年，日本颁布《集成创新战术 2019》，并在附件中正式推出《生物战术 2019》， 再次确认生物技术的战术职位，强调“力争通过阐扬日本的工业造作优势并融合 IT 技 术，为启发和扩大市场、解决社会问题及实现可持续发展指标等做贡献” 。2020 年， 在《生物战术 2019》的基础之上，日本当局还进一步造订了更为具体的生物战术根基 执行措施，即《生物战术 2020》 。在国度层面战术的驱动下，如经济产业省、文部科 学省等日本各当部门门直接提及合成生物学的频率大幅增长，投资和布局重要方向集 中在了：植物高附加值产品出产、药物研发、基因医治等领域 。近日，据日本《产经 新闻》报路，日本当局为实现 2050 年碳中和的指标，拟将“合成生物”技术投入现实 使用 。
9、新加坡
2000 年新加坡就起头成为全球生物技术中心，其时提出“国度生物医学科学战 略”，并在之后加大了投入 。据 MTI 称，2006 年至 2015 年间，新加坡当局向生物医学 科学领域投入了约 73 亿新元（55 亿美元）；2016 年，又凭据一项五年研发支出打算投 入了 40 亿新元（约合 30 亿美元） 。新加坡国立钻研基金会于 2018 年颁发赞助一项国 家合成生物学研发打算 。
10、澳大利亚
2021 年，澳大利亚联国科学与工业钻研组织（CSIRO）颁布《国度合成生物学路 线图》，旨在提升公家对现有国度能力的意识，概述了战术增长机缘，并提出了有关建 议 。在从前 3 年中，澳大利亚持续支持合成生物学研产生态系统的建设，共计投入了 4450 万美元的钻研赞助，同时还成立了钻研转化和贸易化支持打算 。
从产业发展推进架构看，很多国度都成立了合成生物学有关协会，与合成生物学 的专家成立联系，并成立利益集团，推进该领域的互动、合作、教育、技术让渡或决策等 。例如，德国合成生物学协会（GASB）、美国工程生物学钻研联盟（EBRC）、加拿 大合成生物学（SynBio Canada）、法国合成生物学协会（AFBS），新加坡合成生物学联 合会（SINERGY）、欧洲合成生物学协会（EuSynBioS）、澳大利亚合成生物学（SBA）， 以及亚洲合成生物学协会（ASBA）、非洲合成生物学论坛（SynBio Africa）、Omic Engine（希腊合成生物学设施）等 。
