你相信能通过训练微生物，制造从燃料、药品到手机屏幕、塑料等看似不相干的世间万物吗？
这不是神话中造物主的本领，也不是科幻电影中的超能力，这是合成生物学通过工程化改造微生物，能办到的事。
凭借颠覆无数产业的潜力，合成生物学再度爆火。Synbiobeta报告显示，2021年全球合成生物学领域获得投资近180亿美元，几乎是自2009年该领域出现以来数年投资额的总和。
其热度，从海外一路延烧至中国。一级市场，医药魔方InvestGo投融资数据库显示，2021年至今国内合成生物学投融资事件超过23起，合计融资额超过47亿元。二级市场，两家涉及合成生物学概念的上市公司凯赛生物和华恒生物被市场给予超50倍市盈率，远超化工股。
但合成生物学并非新事物，进入21世纪，无数科学家、投资人、创业者曾大批涌入此赛道，多家成功登陆纳斯达克市场的合成生物学公司一度市值暴增，但又在商业模式被证伪后，转瞬跌入低谷。
踩着上一波资本泡沫破灭的遗骸，中国创业者和投资人选择重新杀入合成生物学赛道，并非只是想重复欧美公司的老路，他们找到了全新的方向，试图在这个全球创新前沿产业中，为中国争得一席之地。
走不同的路
“从2018年开始，我们就在系统研究合成生物学，但一直没有下手投，一方面，当时整个行业的底层技术和商业模式均处于很早期的阶段，没有被充分验证，另一方面，当时并不存在一家真正突破了行业“卡脖子”环节的平台型公司，能够打动我。”远毅资本董事总经理唐轶男接受医药魔方Invest专访时说。
早在2007年在UCSD学习时，唐轶男便在美国工程院院士Bernhard Palsson的实验室接触到了合成生物学的前身——系统生物学。过去3年，她见证了中国合成生物学赛道从无到有极速起飞，以及大洋彼岸上一波美股合成生物学公司从极具膨胀到泡沫破灭的全过程，也因此对投资合成生物学更谨慎、理性。
Amyris商业模式被证伪后，市值暴跌 图片来源：wind
“第一批登陆纳斯达克的合成生物学公司，无论是做生物燃料的Amyris，还是下注柔性屏材料的Zymergen，都值得我们尊敬，他们是行业的拓荒者，立下了极有野心的目标。但当一个新赛道走完整个周期，交出的答卷却是商业模式验证不如预期，市值掉下来很正常。”唐轶男说。
“但对先行者们留下来的经验和启示，我们中国的投资人和创业者的选择是什么？是跟在别人后面走，别人上山我们上山，别人掉坑我们也掉坑里？还是用完全不同的解题思路，去解决别人没解决的问题？我倾向于后者。很幸运，我们在这个时候遇见了元一生物团队。”唐轶男补充说。
2022年初，远毅资本领投了元一生物5000万元天使轮融资。早在2019年起，元一两位创始人便开始建立团队，探索合成生物学产业转化，元一生物是一家年轻的公司，但创业经验却很丰富。
元一生物创始人张骊
负责生产、研发的创始人张骊在合成生物学方向拥有逾10年研究经验。本科期间曾担任天津大学iGEM队长，后在美国雪城大学生物医学工程与化学工程系攻读博士，她的博士研究方向便是合成生物学和微生物群体感应与代谢。2016年回国首先在农业科技领域创业，公司后来成功被收购，另一位负责运营、市场的联合创始人葛志辉则在互联网游戏领域有成功的创业经验。
元一生物的诞生，并不是心血来潮赶热度之举，而是“预谋”已久，时机成熟后的实践。
“2016年我回国，是冲着合成生物学赛道创业，但这个领域前期研发资金投入非常大，无奈又遇上国内资本寒冬，加上当时无论是基因合成、基因编辑的效率还是基因测序的成本，都还没有达到能使合成生物学快速产业化落地的程度，所以我转向农业科技领域创业，做了一家利用微生物技术解决农业生产上污染问题的公司。”张骊说，“2019年，那家农业科技公司被一家大型集团收购，我便和合伙人一拍即合，重新投入精力回来合成生物学创业，尝试将菌株研究进行成果转化。”
10倍提升研发效率
合成生物学的本质，是利用经过工程化改造的微生物（如细菌、酵母），去高效生产各种想要的东西。
对微生物基因组的改造能力和效率，很大程度上决定了产物的生产成本和产业化效率，进而决定了该产品商业化的投入产出比。过去行业里主流的技术路线，强调元件层面的标准化和理性设计；而元一生物则另选路径，利用全人工合成酵母底盘及SCRaMbLE基因组重排技术，颠覆式的解决了行业里“卡脖子”的研发效率问题。
“目前很多国外的合成生物学公司，包括国内一些跟随国外思路的初创公司，所采用的技术手段还是先构建一个菌株，然后借助计算机算法去筛选测试菌株，再不断循环优化，最终实现能够通过计算机手段去预测的传统方法，但毕竟生物体不是一个机器，很难得到一串干净的代码，所以这条路很难。” 张骊说。
目前走元件标准化、理性设计的合成生物学路线一个关键假设，就是计算机能够高度模拟底盘中的生命活动，但现实情况是，底盘中大量的生命活动对于人类目前的认知而言完全是黑箱，计算机无法真正做到高质量的仿真。因此在现阶段，这种技术路线存在显著瓶颈。
“这种传统方法，强调一步一步的理性设计，去尝试寻找一个又一个的局部最优解，但却缺乏全局视角。同时，过程变量太多，难以形成有效的数据闭环，对设计人员个人能力要求极高。”唐轶男总结。
“我们采用不同的思路，借助SCRaMbLE 基因组重排技术，去构造全人工合成的酿酒酵母底盘，这样能使得我们在一次实验中，就可以得到几万个菌株，从而不需要像传统方法一样一轮一轮去筛选测试，我们通过高通量的筛选和发酵手段，只需要一次就能从几万个菌株中选出最适合产业化的几个，效率很高。”张骊补充说到。
现阶段合成生物学最大的瓶颈，在于研发效率太低。按照传统方法，合成生物学做出一个新产品的成本要到5000万美元，需要7到8年时间，这样的高时间、成本投入及高风险，使得合成生物学的商业化空间相当有限。很多头部公司受限于此，都只能聚焦到某个单一产品，而没法建立起来平台型公司。
“元一生物的方法不一样，借助独有的全人工合成酿酒酵母底盘和SCRaMbLE 基因组重排技术，能够减少对人的依赖，低成本发现全局中最优的选择，能够10倍优化研发效率。”唐轶男补充说。
事实上，元一生物的核心技术并非只停留在理论或实验室阶段，其已经率先完成虾青素酵母的开发与产业转化（可应用于医美和饲料添加剂中），而CBD、功能多肽、抗生素替代物、旋光化合物、蛋白类医药原料等多款高净值产品的工程菌株也正在研发当中。
在研发之外同样重要的选品环节，元一生物有着更加踏实和理性的考量，不止仰望星空，更脚踏实地思考商业化落地的可能性。
无限天花板，理性选品
“合成生物学真正的魅力，在于打破了化学和生物之间的边界，它的产业天花板几乎是所有物质，包括化工产品、食品、医药、保健品、饲料、添加剂等等，除此之外，合成生物学还能够实现大片段的基因合成，能够在疫苗方面有应用，也可以对个体实现个性化的基因治疗，甚至可以发电，它具备颠覆很多行业的潜力。”张骊说。
正是因为合成生物学具备的颠覆性潜力，第一批登陆纳斯达克的合成生物学公司才设想了野心勃勃的目标，希望做生物燃料颠覆石油行业，做市场价值尚未得到确认的柔性屏等等。
但也因为选品上的不谨慎，这些公司在推出产品不被市场认可，商业模式被证伪之后，市值大幅下跌。
尽管对于合成生物学的前景抱有充分信心，但元一生物在选品上仍然十分谨慎和理性。
“对于任何一家合成生物学公司来说，最大的挑战就是选品，对的选品应该是在对的时间选择对的产品，像Amyris做的生物燃料，其实做出来的成本和石油本身相差不大，再遭遇石油价格大跌的不利时机，立刻就会面临市场危机。”张骊分析。
张骊强调，元一生物的选品思路，并不是能不能用合成生物学做出来，而是用合成生物学做出来后，能不能大幅改善生产效率和成本，并且符合政策法规，有成熟的市场和渠道，能够持续贡献利润。
具体而言，张骊介绍，元一生物第一个实现产业化的产品虾青素酵母，比传统化工合成方式生产虾青素有毒有害的杂质更少，质量更高，比用传统生物方式用雨生红球藻更不受环境影响，规模化生产的成本更低，整体生产效率也更高。
与此同时，张骊讲到，虾青素本身的利润空间足够，市场成熟，80%以上用于水产饲料添加剂，剩下用于化妆品和保健品，元一生物利用合成生物学生产的虾青素更质优价廉，而她本身曾在农业科技领域创业的经验和渠道，能够保证虾青素生产出来后有充分的市场销路。
除此之外，元一生物还在研发CBD（大麻素中不成瘾物质）合成酵母等多款市场稀缺的代谢产物类酵母。
“CBD是一类国内外都严格管控的特殊物质，在医药领域需求量很大，价格也相对较高，但它植物提取的生产方式存在会产生成瘾类物质与环境污染的隐患，而借助合成生物学的方式，CBD在生产过程中将不会产生这类成瘾物质，这样就更加安全、环保、合规”张骊说。
合成生物学可应用的场景 图片来源：远毅资本研究
唐轶男分析，从碳价值链（Carbon Value Chain）角度，化工原料到特种化工原料到天然提取物再到医药、电子，合成生物学其实都有应用场景，但不同场景中单位产品价值和本身市场的成熟程度并不相同，叠加来看，会导致合成生物学商业化落地的预期各不相同。
“现阶段，天然提取物的市场相对成熟，规模较大，不像医药、电子之类需要很大的成本教育市场，但又不像能源、化工行业过于成熟，单位产品的利润很薄，留给合成生物学的创新空间有限。天然提取物市场存在大量低垂的果实，最适合这个早期行业的早期公司实现快速商业化落地。”唐轶男说，“元一生物选择这块市场最先开拓，同时随着技术和市场成熟，向两端发展，和我们的认知非常契合。”
但唐轶男强调，选对市场找准商业化的品类虽然重要，但并不是合成生物学成功的决定性因素，更关键的还是研发能力，是不是真的能实现“指哪打哪”，否则选品只是一句空谈。
中国有竞争优势
近期，推动合成生物学技术创新被写入“十四五”生物经济发展规划，合成生物学已经成为国家间竞争的新兴领域。
撇开技术条件和市场选品等微观条件，中国在宏观上的一些积累和特点，使得中国比美国等发达国家在发展合成生物学上具有相当的优势。
“美国很早就布局全球化，制造业外迁严重，国内人力等成本也很贵，而合成生物学的发酵是很关键的一环，需要有完整的工厂供应链，充足和有经验的产业工人作为支撑，才能把产能做上去，成本降下来，中国承接产能成为‘世界工厂’，在化工方面更有优势，这也是我选择回国做合成生物学创业的原因之一。”张骊说。
“工业化时代，中国落后欧美几十年，虽然后面奋力追赶，但在一些‘卡脖子’技术上存在差距，很难追平，合成生物学作为新兴领域，大家之间的差距并不悬殊，加之中国本身具备的上下游产业链优势，以及国家战略对合成生物学的支持，中国在这块创新的前沿高地将有机会孵育出一系列世界一流的平台型公司。“唐轶男总结说。
最终声明：我们坚决反对一切中国国内的娱乐性大麻和毒品。
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