“新科技呼唤新产业生态。我们不能总用别人的昨天来装扮自己的明天，自主创新之路非走不可。”10月29日，中国科学院院士、分子微生物学家赵国屏在安徽省黄山市徽州区举行的“好望角科学沙龙”合成生物学专题活动上说。他认为，在科研走向产业化的过程中，要“冲出死亡谷、翻越分水岭、跨过达尔文海”，才能实现产业集群发展与社会场景的全面应用。
继上世纪DNA双螺旋结构发现催生分子生物学革命和人类基因组测序催生基因组研究革命之后，本世纪初工程科学融入生命科学催生的合成生物学，则是生命科学进入“会聚研究”第三次革命的重要标志之一。作为科创融合交流平台的“好望角科学沙龙”，以“建物致用——合成生物学的产业化之路”为主题，赵国屏及来自学术界、产业界、投资界的多位嘉宾，围绕合成生物学的产业化路径、生态构建与资本赋能等进行了演讲分享和跨界对话。
好望角科学沙龙第十五期活动现场
从“建物致知”到“建物致用”
赵国屏以《生命科技创新赋能大健康产业》为题，从生命科学和生物技术历史演进的角度切入，在演讲中回顾了从基因组时代到合成生物学时代，科技创新带来的机遇与挑战。
中国科学院院士、分子微生物学家赵国屏演讲
他指出，合成生物学的一个重要特点是生命科学研究“建物致知”和生物技术研发“建物致用”的高度协同。“建物致知”指合成生物学能够全面提升人们对生命系统的认知；“建物致用”意味着合成生物学通过模块化、系统化的方法，提高技术开发的效率，探索过去难以实现的应用。他表示，面向实际应用，研究者需要将材料、能源、农业、健康与环境等领域的需求相结合，在多重社会、经济等约束下实现目标，这将对人类社会的全面发展带来重大影响。
他结合上海张江从基础研究、公共技术平台到转化型研究和产业服务的探索，说明生命科学创新赋能大健康产业，需要科学研究、技术平台、企业经营和市场需求形成有效的连接和相向的反馈调节。
同时，他认为，科研创新首先要形成应对需求的“产品原型”，再经过包括工艺研究、成药中试或临床试验等工程转化，还要经受市场监管和途径的考验，最终才能迈向成功的产业应用。他将其中挑战概括为“冲出死亡谷、翻越分水岭、跨过达尔文海”，强调从基础研究到工艺中试，再到产业集群和社会应用，“每一步都需要不同的能力与生态支撑。”他说。
面向未来，赵国屏提出“新科技呼唤新产业生态”。一方面，要推动AI4Science(人工智能赋能科学研究)与AI4Industry(人工智能赋能产业应用)结合，以数字人工智能和物理人工智能支撑的自主实验室加速研发；另一方面，要促进科技创新链与市场产业链协同，并以监管科学支撑科学监管，通过分类分级评估、综合治理和产学研用及公众参与，建立与合成生物“会聚”内核和“赋能”潜质相匹配的治理体系与创新链与产业链融合的创新生态。
“不能总是用别人的昨天来装扮自己的明天。”赵国屏借此强调自主创新与因地制宜的重要性。他建议地方政府可以总结以往和外部经验教训，探索适合当地特点的发展模式，在开拓生物医药与大健康产业方向、促进多学科多技术融合、助力新型平台高效运作、深化创新链与产业链协同生态等方面持续发力。
减糖不减甜，合成生物学重构新一代甜味剂
当前，合成生物学正加速赋能生物制造迈向广泛的应用场景。新一代甜味剂等一系列大健康产品正在从化学合成转向绿色生物制造，背后正是合成生物学在酶催化、细胞合成和蛋白表达层面的系统支撑。
本期沙龙，中国科学院天津工业生物技术研究所研究员孙媛霞以《新一代甜味剂的绿色生物制造》为题，系统梳理了糖与糖醇、小分子甜苷、大分子甜蛋白的分子结构、功能差异和制造策略。
中国科学院天津工业生物技术研究所研究员孙媛霞演讲
她指出，蔗糖不仅提供甜味，也参与质构、保水、褐变等食品加工过程，因此蔗糖替代需要协同重建甜味强度、风味品质与加工功能。围绕这一目标，她介绍了天然提取、酶催化转化、细胞合成和甜蛋白表达等技术路径，并重点分享阿洛酮糖、甜菊糖苷和甜味蛋白的生物制造进展。
以阿洛酮糖为例，其相对蔗糖甜度约70%，能量系数约0.4千卡/克，并具备美拉德反应能力，但实现“有效制造”，仍需解决酶活性与稳定性、反应平衡、原料利用、分离回用以及细胞合成中的碳流分配等问题。
她说：“单一甜味剂独控的时代正在结束。新一代甜味剂的评价标准正从单一甜度转向口感、热稳定性、代谢安全、清洁标签等综合指标，低倍稀有糖与高倍甜苷、甜蛋白的复配协同，将成为模拟蔗糖完整风味的重要方式。”
与之相应，生产范式也在从化学合成转向生物制造，需要重建原料路线、底盘菌株、酶催化剂、分离精制和甜味复配等全链条。超稳酶挖掘与改造、固定化与限域催化、多酶级联、AI辅助酶设计与工业菌种迭代，以及低碳和非粮碳源开发，将共同支撑新一代甜味剂的绿色制造。
AI赋能，产业级科学智能体加速合成生物研发
“合成生物研发，本质上是在海量参数中寻找最优解，这恰好契合AI大模型的逻辑。”深圳大学特聘教授、东壁科技数据有限责任公司(简称“东壁科技数据”)创始人吴登生以《合成生物领域的AI赋能路径：产业级科学智能体》为题，分享了AI如何从文献检索、数据分析走向实验设计与工艺优化。
深圳大学特聘教授、东壁科技数据创始人吴登生演讲
吴登生介绍了东壁科技数据研发的面向合成生物领域的科学智能体平台“东壁·智合”，它可以为企业、科研机构和高校的专业团队提供Al知识检索、数据分析、专业计算与方案设计支持，推动Al更好融入生物制造研发，为培育生物经济新动能提供强有力的支撑。
据了解，“东壁·智合”有机融合了大语言模型、高质量科技文献语料、专业数据库和计算工具，具备任务规划、多路检索、工具调用与路由、计算执行、证据核查和步骤调整能力，能够围绕研究目标自主编排并推进研发任务。目前，“东壁·智合”已经整合了300多万条高质量科技文献数据、200多种科研工具和50多个生物数据库，能够支持合成生物研发中的序列比对与注释、蛋白结构预测与功能分析、代谢通路重建与通量分析等，覆盖从候选基因挖掘到路径优化的关键环节，为科研人员开展系统性研发提供一体化支撑。
吴登生表示，接下来，“东壁·智合”将聚焦合成生物研发链路中的酶工程、实验设计和工艺优化，衔接实验反馈与自动化设施，持续跟进课题、分析结果并调整方案，形成“设计—实验—评价—改进”闭环，向能够自主推进复杂课题的科学智能体升级，服务技术创新与产业应用，为加快生物制造产业创新发展、抢占未来产业竞争制高点提供支撑。
从技术可行到商业落地，多方合力构筑产业发展新生态
在沙龙对话环节，主持人中国科学院物理所研究员、中国物理学会科普委员会主任魏红祥，与赵国屏，孙媛霞，安徽华恒生物科技股份有限公司副总经理张冬竹，华润双鹤药业股份有限公司合成生物研究院院长、首席科学家黄科学，华熙生物科技股份有限公司合成生物技术研发负责人王浩，柯泰亚生物科技(上海)有限公司创始人兼首席执行官赵立山，中科创星科技投资股份有限公司创始合伙人李浩等嘉宾，围绕“中试放大与量产稳定性、生物制造与传统产业融合、产业生态构建及黄山产业路径”等议题展开讨论。中国科学院天津工业生物技术研究所创始所长马延和也参与了现场活动。
合成生物领域的发展离不开耐心资本的支持。李浩从硬科技早期投资视角指出，面对科技成果转化而来的早期创业项目，纯粹给资金支持是远远不够的，投资人要陪伴科学家走完创业的全过程。“产品做出来也只是接力跑的‘第一棒’，后面企业要做规模、出利润、走向资本市场，又是一场更长的赛跑。”他说，资本与技术之间，工程与政策、监管之间，要形成信任和合作的生态体系，各方在同一产业目标下各展所长、彼此补位，产业规模化发展才更有根基。
嘉宾们普遍认为，合成生物学从实验室走向产业，要跨过中试放大和市场化两道“死亡谷”：一端是菌株性能、工艺放大、质量标准与实验室数据的落差，另一端是渠道、品牌、成本与商业模式的考验。
王浩以华熙生物在天津滨海新区投建的柔性化中试平台为例指出，该平台的64条中试生产线以“抽屉式”设计适配多品类、多工艺路线，既服务自身产品转化，也向高校和初创企业开放。平台的价值就在于用有经验的工程师团队，帮技术方在最短时间里完成从样品到产品的跨越。
谈及对黄山当地发展合成生物学的建议，现场嘉宾指出，黄山市可结合自身资源禀赋，在细分场景中寻找契合点，政府搭建信息拉通、点对点对接的平台，帮助中小企业解决从产品到商品的渠道难题。
据了解，当前黄山市正努力构建与黄山生态环境相适应，与徽州文化底蕴相融合，与黄山城市特质相一致的“1+4+3”现代化产业体系。合成生物学作为当地聚焦发展的三大未来产业之一，已在细分赛道实现单点突破，初步形成覆盖原料、产品、装备等关键环节的产业雏形。黄山面向未来食品与营养品、生物医药、生物基新材料、绿色农业四条赛道，形成“小而精、特而强”的差异化发展路径。
好望角科学沙龙活动主办方为赵国屏院士赠送“学术合作网络图”
“好望角科学沙龙”由中科创星、东壁科技数据、上海市研发公共服务平台管理中心共同主办，迄今共举办十五期活动，持续聚焦前沿科技趋势与硬科技成果产业化，为新一轮科技变革和未来产业培育提供跨界协同的助推力。（申玉侠）
