人類進入21世紀(jì)以來，一門新興的交叉學(xué)科“合成生物學(xué)”成為國際科學(xué)前沿一大熱門。
合成生物學(xué)（Synthetic Biology）是指采用工程化設(shè)計理念，按照一定的規(guī)律和已有的知識：改造已有 的天然生物系統(tǒng)；設(shè)計和建造新的生物元件、裝置和系統(tǒng)，來實現(xiàn)構(gòu)建細胞工廠等目的為人類服務(wù)。
作為科學(xué)界的新生力量，合成生物學(xué)進展迅速，并已在化工、能源、材料、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、環(huán)境和健康等領(lǐng)域展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。本文將對合成生物學(xué)的優(yōu)勢做簡要概述。
一、制造業(yè)革命，實現(xiàn)“替代+創(chuàng)新+循環(huán)”
合成生物學(xué)正在推動一場制造業(yè)革命，探索替代原料和原有生產(chǎn)工藝，并進一步延伸到性能更好的產(chǎn)品開發(fā)。
由合成生物學(xué)驅(qū)動的下一代生物制造帶來新的優(yōu)勢：
1、替代原有制造路線（化學(xué)合成或者天然提?。岣呱a(chǎn)效率和經(jīng)濟效益；
2、創(chuàng)造療效更好的藥品、性能優(yōu)越的化學(xué)品或材料等新產(chǎn)品的潛力；
3、實現(xiàn)可持續(xù)的“循環(huán)”生產(chǎn)模式，使用可再生生物質(zhì)原料，顯著減少對化石燃料的依賴。
二、綠色環(huán)保、能耗少成本低
1
以可再生資源作為原料，反應(yīng)條件溫和
合成生物學(xué)主要以可再生資源作為原料，包括淀粉等糧食原料、秸稈等農(nóng)業(yè)廢棄物以及 CO2、CH4 等 含碳氣體，符合可持續(xù)發(fā)展理念，且能使得原材料成本占比降低，產(chǎn)業(yè)鏈長度以及生產(chǎn)周期縮短。
相較 于化學(xué)反應(yīng)，合成生物學(xué)大部分反應(yīng)在微生物或酶的作用下進行，反應(yīng)條件更溫和，減少副產(chǎn)物和三廢 生成，實現(xiàn)高效、環(huán)保生產(chǎn)。
2、創(chuàng)造療效更好的藥品、性能優(yōu)越的化學(xué)品或材料等新產(chǎn)品的潛力；
3、實現(xiàn)可持續(xù)的“循環(huán)”生產(chǎn)模式，使用可再生生物質(zhì)原料，顯著減少對化石燃料的依賴。
2
合成生物學(xué)有助于減少能耗、降低成本
世界經(jīng)濟合作組織發(fā)表的報告表明合成生物制造可以降低工業(yè)過程能耗、物耗，減少廢物排放與空氣、 水及土壤污染，以及大幅度降低生產(chǎn)成本，提升產(chǎn)業(yè)競爭力。
研究數(shù)據(jù)表明，生物技術(shù)的應(yīng)用可以降低 工業(yè)過程能耗 15-80%，原料消耗 35%-75%；減少空氣污染 50%-90%，水污染 33%-80%；降低生產(chǎn)成 本 9%-90%。
據(jù) OECD 預(yù)測，到 2030 年 35%的化學(xué)品及相關(guān)產(chǎn)品將通過生物技術(shù)制造。據(jù)世界自然基金會（WWF） 估測，到 2030 年，工業(yè)生物技術(shù)每年將降低 10 億至 25 億噸二氧化碳排放。
三、應(yīng)用范圍不斷拓寬，市場空間廣闊
隨著合成生物學(xué)在理論和技術(shù)上不斷取得突破，疊加其綠色環(huán)保、能耗少成本低等優(yōu)勢，合成生物學(xué)的 應(yīng)用范圍不斷拓寬，對醫(yī)療健康、科研、化學(xué)品、食品和飲料、環(huán)境監(jiān)控及農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域產(chǎn)生深遠影響。
1
醫(yī)療醫(yī)學(xué)領(lǐng)域
1）合成生物學(xué)應(yīng)用于天然藥物、抗生素等的人工合成潛力已經(jīng)得到證明
2）合成生物學(xué)可提升疫苗研制效率
3）此外，合成生物學(xué)在干細胞與再生醫(yī)學(xué)、藥物載體的靶向遞送和治療等領(lǐng)域均在發(fā)揮重要 作用。
2
化學(xué)工業(yè)領(lǐng)域
1）有望助力解決化工原料及能源問題
2）在部分化學(xué)品的生產(chǎn)上已體現(xiàn)出成本優(yōu)勢
數(shù)字化賦能合成生物學(xué)發(fā)展。
未來，在人工智能和大數(shù)據(jù)等新技術(shù)的推動下，合成生物學(xué)將賦予人類更強的“改造自然，利用自然”的能力。
