11月3日，由深圳瑞德林生物技术有限公司、深圳市松禾资本管理有限公司联合举办，深圳市高新技术产业促进中心合作，合成生物产业创新联盟指导，肽研社承办的首届生物智造·绿色科技行业论坛暨“想象 · 现实 · 未来——让合成生物梦想照进现实”研讨会圆满落幕。本次论坛汇聚各大科研院校专家学者、投资机构、合成生物学企业家及从业人员，共话合成生物学发展核心驱动因素及面临的产业化挑战与商业化考验。本届研讨会共邀请到12位演讲嘉宾，围绕合成生物学“底层驱动技术”、“从基础科学走向应用科学”、“产业化与商业化之路”3大方向，全景式地展示了合成生物学发展核心驱动因素，面临的产业化挑战与商业化考验。会议开始前，深圳市高新技术产业促进中心主任王辉致辞表示：“加快实现高水平科技自立自强，是推动高质量发展的必由之路，作为第三次生物科技革命，合成生物学被认为是引领生物制造变革、生物经济发展的颠覆性前沿技术。在国家宏观战略指引与区域产业发展布局之下，深圳加速合成生物科研成果转化，已经成为我国合成生物学产业的高地；经过多年的大力发展，深圳培育了一批优秀的合成生物独角兽企业，深圳瑞德林生物技术有限公司已成为其中一个优秀的代表。”王辉主任预祝论坛取得圆满成功，鼓励各位同仁积极交流和互动，激发创新思维，为生物智造和绿色科技的发展做出贡献。松禾资本创始合伙人罗飞表示：“作为国内较早关注合成生物赛道的投资机构，松禾资本非常荣幸能在2021年成为瑞德林的出资机构。近年来，由于深圳市政府和深圳科创委等部门加大对于合成生物产业政策的支持和投资的力度，发力合成生物基础研究和基础设施的建设，催生了一批合成生物明星企业，瑞德林就是其中一个。当前合成生物产业处于“韧性成长”的阶段，更需要主管部门、科研机构、企业家等各领域人士共同解决产业发展的挑战，让深圳成为中国合成生物的产业高地，引领绿色与低碳的创新与实践。华大研究院合成生物学主任科学家付宪博士受邀发表主题演讲，介绍了基因测序与合成的发展迭代史和给合成生物学带来的变革意义，同时介绍了华大基因的产业布局：“DNA双螺旋结构的解析和人类基因组计划的完成标志着生命科学进入了分子生物学和基因组学的时代，合成生物学以工程化的理念对生物进行从头改造与设计，有望掀起第三次生命技术的革命。DNA是生命遗传信息的载体，通过对DNA的测序能够更加清晰理解基因型与表型之前的关系，通过时空组学测序技术、长读长测序技术的解析，能够更加理解生命密码，也为精准医疗、生命健康提供很好的发展契机；DNA测序通量呈指数型增加，测序成本以超摩尔定律降低，从而能够支持大的科学项目发展。与此同时，DNA合成技术快速发展，合成通量提高伴随着合成成本下降。现阶段主流的基因合成技术主流是一代亚磷酰胺结合二代芯片合成技术，同时酶法合成等新的合成技术也不断涌现。总的来说，我国在高通量DNA合成领域尚属起步阶段，市场需求日益增长。华大一直专注于基因合成的研发工作，开发了基于微芯片的寡核苷酸高通量全自动的合成技术（mMPS）从而实现基因的高效合成，具有高保真生化反应和高度灵活、按需合成等技术优势，能够支持大科学项目的研发。”中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心研究员、辉大基因创始人杨辉受邀发表主题演讲，介绍了基因编辑的技术发展史，展现了当前不同技术以及不同企业技术的发展情况，解读了CRISPR-Cas等基因编辑工具与传统基因改造手段的差异：“基因编辑是21世纪生物科技领域的革命性工具，有望从根本上治疗疾病，成为人类对抗疾病的终极工具。基因编辑经过了四代技术的发展，1995年出现的聚合酶技术，通过蛋白识别DNA序列实现定向切割；2005年出现的锌指酶技术，通过对不同蛋白的设计识别不同的DNA序列，融合核酸酶进行切割，但至今无产品出现；2009年出现的TALEN技术更具有可编程性；2012年CRISPR技术横空出世，将序列识别成分由蛋白序列变为GUIDE-RNA序列，与Cas-9结合实现稳定切割，其简易、效率高、成本低的优势打败了其他编辑技术。CRISPR在合成生物学中的应用包括CRISPR系统介导的真核转录调控、微生物基因编辑和分子记录系统。辉大基因成立后建立了基因编辑工具开发与优化技术平台，拥有自主研发的RNA编辑器-Cas13X/Y、新型xCas12i系统、Cas12i-off-xCas12i依赖的表观遗传编辑系统、小型DNA编辑器-Cas12f和Iscb（400-550aa）等，同时将基因编辑技术应用在眼科、神经、肌肉、耳类疾病的基因治疗中，目前已有管线进入临床。”上海科技大学研究员、长聘副教授、博士生导师赵素文博士受邀发表主题演讲，介绍了快速准确地预测蛋白功能和作用机制的计算方法，并运用案例分析展示生物计算又将如何助力蛋白的热稳定性改造：“通过开发计算方法来快速准确地预测蛋白功能和作用机制，从序列出发进行同源建模、人工智能建模构建结构，再通过结构分析方法、分子对接、配体张力能计算、分子动力学模拟、自由能计算等方法预测功能。蛋白稳定性对学术界和工业界有重要意义，例如，学术界中GPCR的热稳定性突变是晶体结构解析的三大法宝之一；工业界中耐热PETase的挖掘及其热稳定性改造近年来不断取得进展。通过不断积累更大、更多样的序列库，如Phage Sequence Database 、MetaShanghaiTech，进而从一个大家族中快速选出起点高的序列作为模版实现挑/选/挖酶；通过运用定向进化、随机突变和理性设计实现蛋白酶的热稳定性改造。”清华大学教授、工业生物催化教育部重点实验室主任、中国生物工程学会合成生物学专委会副主任李春受邀发表主题演讲，介绍了萜烯化合物细胞工厂的设计、筛选和改造的案例，解读底盘细胞构建全流程的关键环节：“萜烯化合物是最大的一类植物次级代谢产物，由异戊二烯焦磷酸（IPP）为单元组合而成，甘草酸是五环三萜皂甙类化合物，挖根提取破坏了植物甘草的固沙固土作用，传统化学转化与合成方式有高能耗、收率低、环境污染等缺点。我们课题组通过构建细胞工厂已成功实现单萜、倍半萜、三萜等氧化产物、糖甙类和黄酮类等产物的量产。微生物细胞工厂设计变革了传统工艺挖根提酸的获取方式，有望解决原料来源、生态和占用耕地问题。”中国科学院深圳先进技术研究院研究员司同受邀发表主题演讲，介绍了高通量自动化平台的用途与本质、具体平台技术和具体应用场景：“合成生物学以工程化的思想和手段从头合成生命，拓展了生命的边界。传统的人工实验做验证是随机且耗费时间的，寻找自动化平台代替人做相关的可重复的工作，如筛选、挖掘、测试等，在短时间内完成庞大的工作量。深圳的大科学设施落地光明，目前是世界上最大规模合成生物设施，推动了生命科学从假设驱动向数据驱动发展，而且可通过云平台让全球用户使用。目前深圳设施主要做的是从生物分子到噬菌体再到单细胞生物的研究，同时正在往更为复杂的动植物细胞、组织或个体进行拓展。合成生物学如果真正想要往医药、化工、绿色原料等领域发展，还有很多问题需要解决，比如产业化的发酵放大和纯化问题，商业化的选品那问题。解决问题最重要的是要将不同环节的信息数据打通，将来希望自动化平台发挥出实际的作用，在整个合成生物产业的上中下游建立相关的大数据库，指导科研和技术发现。”华南师范大学研究员黄华博士发表主题演讲。黄华博士长期专注于微生物新酶资源开发与应用研究工作。微生物种类繁多且差异性巨大，因此微生物酶的种类及数量非常惊人；系统分析及鉴定微生物新酶资源具有很实际的理论与应用价值，它同时涉及多方面的学科知识与实验技能。当今我们生命科学研究及生物技术应用基本上都是围绕生物学的中心法则进行的(从DNA到RNA再到蛋白/酶最后到各种各样的代谢物), 作为具有遗传特性的DNA是我们生命信息的存储方式(A、T、C、G四进制存储)，但是蛋白/酶及其参与转化的代谢物构成了生命的外部形态，由于蛋白是由二十种基本的L-氨基酸构成的，因此其所能构成的序列空间(二十进制)比DNA要大得多。随着基因测序技术的快速迭代与普及，Uniprot、MGnify等基因数据库积累几十亿条未知功能基因序列，因此有效挖掘、利用该类序列就显得比较重要。报告中，黄华博士介绍了一种“酶组学”策略，该方法利用同源蛋白及基因背景统计分析网络有效的将传统的各种酶分析鉴定手段整合起来，从而可以充分探索生物代谢网络内的相关性，最终实现未知基因功能快速、批量的鉴定。在整个报告中，黄华博士通过一系列实践案例全面的介绍了该策略。华东理工大学郑高伟教授带来主题演讲，郑高伟教授团队构建了合成含氮化合物的300余种亚胺还原酶库，并通过亚胺还原酶构建了含氮化合物的高效酶促合成过程，同时改造了一系列高活性亚胺还原酶。“含氮化合物在药物中是非常重要的一类化合物，很多热门药物，包括目前很火的治疗糖尿病的药物中，大多都含有手性胺的结构单元。因此，在药物领域，含氮化合物的绿色高效酶法合成路线开发具有重要的研究价值。”从亚胺还原酶的应用、手性氮杂环化合物的酶促合成，到野生酶的结构变化等，郑高伟教授于大会现场详细介绍了其参与研究过的几款产品以及相关酶的类型。中国科学院天津工业生物技术研究所副研究员袁波博士受邀带来主题演讲。袁波博士师从英国曼彻斯特大学Nicholas. J. Turner教授，其研究工作主要围绕工业酶创制，酶的挖掘、设计及改造，和酶催化级联反应设计。“酶作为一个工业催化剂来说，目前在全球已经占较大的市场规模，高达500亿元，同时支撑着上万亿产业的发展。酶的优点是分布广泛、选择性强、可定制并且温和环保，而它的缺点包括活性低、耐受性较差、产物抑制和底物抑制等问题，我们需要利用酶工程和化酶级联等各种方法去解决酶在工业应用中遇到的一些问题。”袁波博士分享了其在酶催化轴手性化合物方面的研究案例，并详细介绍了光酶级联催化、有机-酶级联催化、过渡金属-酶级联催化等相关技术，以及酶改造在药物中间体生物合成中的应用实践。英国伯明翰大学刘健教授带来主题演讲。刘健教授长期专注于计算神经科学与类脑智能、视觉系统编码、及计算机辅助药物设计的相关研究，本次研讨会分享了其对于人工智能与合成生物交叉融合的思考与研究实践。“合成生物学包括很多不同层次的研究，其中最底层的是理解生命。我们都知道，生命体所有的功能都是通过蛋白质来表现的，这些功能的依托分为两个方面，一个是序列，包括DNA、RNA和氨基酸序列，而另一个是结构，由序列所表达出来。一般来说，特定的分子都会有一个特定的序列，而特定的序列对应着特定的结构，这两者之间的互生关系衍生出生命体各种各样的功能。合成生物学可以针对生命体达成各种改进、优化的作用，而人工智能可通过算法在序列和结构上辅助合成生物学达成优化目的。”瑞德林高级科学家、生物计算副总裁李加忠博士发表主题演讲，“选品能力是合成生物企业发展的方向盘，它关系到一家企业究竟往哪个方向发展。很多著名的合成生物企业均在选品上失败，经过分析，我们认为主要是两个方面的原因，一个是市场，一个是技术。从市场的角度上来讲，无论是用新产品来满足市场的要求，还是用新的方法代替传统的生产方式，都需要对市场具有一个真实且准确的判断；而从技术门槛来说，太高不能实现生产力，而太低则无法打造技术壁垒，形成竞争力。只有能做出来、且具备竞争优势的产品，才能在市场上立足。所以说，合成生物企业的选品逻辑需要从四个方面来考虑，分别是战略维度、技术维度、市场维度及产业化维度。”李加忠博士从选品的艺术、选品的逻辑以及S-玻色因的成功案例三个方面分享了瑞德林对于选品逻辑的理解与实践。瑞德林高级科学家、珠海子公司总工程师李浪教授带来主题演讲。李浪教授从事发酵工程教学及产业化近40年，曾负责设计并参与建设国内外发酵工厂、生物制药厂等近80家，拥有十余个数十万吨级发酵工厂设计及工艺优化经验，超过50个产品的菌种选育及发酵工艺开发经验。“从实验室得到合成通路的菌株只是从0到1的突破，真正要达到量产，还有很多问题需要攻克。由于实验室和工厂的环境不同，通用发酵罐和专业发酵罐的具体结构不同，筛选的菌株对大规模发酵的要求不同，从实验室到工厂，即使是发酵环境微小的变化都有可能造成方向性的偏差，导致量产的失败。”李浪教授从合成生物学产业化的难题、挑战及风险分析三个方面带来丰富的经验分享，同时介绍了瑞德林在生物合成产业化方面的应用实践。什么是合成生物学？瑞德林高级科学家、产品副总裁方欣博士从技术、产业及商业三个维度分享了瑞德林的解读。“不同的角色对于合成生物学的理解会有所不同，比如说对于学术界或普通的消费者而言，它可能仅仅停留在技术层面；对于产业界或客户来说，它可能是物质的一种生产方式；而对于投资人和政府机关而言，它可能代表了一种新的商业形态或市场机会。从技术角度来说，合成生物学的核心方法论是理性设计；但从实施层面来讲，它呈现出一个多学科交叉融合的典型特征，比如说用酶催化实现生产，它需要的不止是一门学科，而是从前到后多门学科的集成。并且，利用合成生物学将产品做出来并不算完成，还需要一系列基于产品的研究，所以它是一个复杂的、以产品为核心的技术体系，商业化的成功取决于能否为客户创造价值。”作为一家合成生物企业，瑞德林认为合成生物学的创新焦点源于技术，兴于管理，终于客户价值。针对全球合成生物产业的发展历史、现状及未来展望，会议现场展开圆桌论坛，由瑞德林风控副总裁于勇主持，邀请到松禾资本董事总经理张冲、江南大学生物工程学院吴敬教授、草根知本集团营养健康食品研究院乳品专家刘海燕博士、瑞德林CEO刘建、东方富海合伙人陈华伟共同参与讨论，从不同的身份、角度分享各自对于合成生物赛道的独特见解。至此，首届生物智造·绿色科技行业论坛暨“想象 · 现实 · 未来——让合成生物梦想照进现实”研讨会成功举办。
