细胞生物学考研(细胞生物学考研学校排名)--考研乐学帮

细胞生物学考研，细胞生物学考研学校排名

（报告出品方/作者：天风证券，杨松、吴立、唐婕）

1、合成生物学：跨时代驱动行业迈入新发展阶段

合成生物学基本概念

合成生物学：设计、重构生命进程

合成生物学是对生物体进行有目标的设计、改造乃至重新合成。

“合成生物学”这一名词最早出现于DNA重组技术发展的上世纪70年代，在2000年被Eric Kool重新定义为基于系统生物学的遗传工程，标志着这一学科的正式出现。合成生物学在工程学思想指导下，按照特定目标理性设计、改造乃至从头重新合成生物体系，用以解决人类食品缺乏、能源紧缺、环境污染、医疗健康等各方面的问题，是生物学、生物信息学、计算机科学、化学、材料学等多学科交叉融合的学科。

合成生物学：构建全新人工生物体系，实现目标代谢物异源表达

合成生物学产品制造步骤：合成生物学制造产品是从原料到菌种再到产品的全链条设计和优化。合成生物学可以在改造和优化天然表达体系的同时，将动物源和植物源的代谢路径构建到微生物体系中，重新合成全新的人工生物体系，最终实现目标代谢物的异源表达，将原料以较高的速率最大限度地转化为产物。

合成生物学：类比计算机编程，DBTL循环助力菌种构建

合成生物学可以与计算机编程类比。

生物合成系统层次结构功能需要从下到上逐层实现。层次设计底部是DNA、RNA、蛋白质和代谢物，可与计算机工程中晶体管、电容器和电阻类比。上一层是操纵物理过程和调节信息流动的生化反应，可与计算机工程中执行计算功能的逻辑门类比。在模块层，不同生物元件库被组装成不同作用的复杂途径，与集成电路类似。这些模块相互连接并且与宿主细胞融合，使合成生物学研究能够以程序化的方式扩展或修改细胞的行为，类似于计算机网络的功能。

合成生物学：核心内容-生物元件、基因线路、基因组工程、代谢工程

合成生物学研究内容：合成生物学在工程化策略指导下有目的地设计合成标准化生物元件，具有不同功能的生物元件按照一定逻辑构建基因线路，不同基因线路组装集成系统，获得具有特定功能的人工生命系统。

合成生物学发展回顾

合成生物学：开启生命科学革命之门的“金钥匙”

萌芽期（2005年以前）：基因线路在代谢工程领域的应用是这一时期的代表。典型成果：青蒿素前体在大肠杆菌中的合成。

起步期（2005-2011年）：基础研究快速发展，工程化理念日渐深入，使能技术平台得到重视，方法以及工具不断开发，“工程生物学”早期发展。

成长期（2011-2015年）：基因组编辑效率大幅提升，技术开发和应用不断拓展，技术的应用从生物基化学品、生物能源拓展至疾病诊断、药物和疫苗开发、作物育种、环境监测、生物新材料等诸多领域。

创新阶段（2015年以后）：合成生物学“设计—构建—测试”（Design-Build-Test，DBT）循环拓展至“设计-构建-测试-学习” （Design-Build-Test-Learn，DBTL）。生物技术与信息技术融合发展特点更加明显，半导体合成生物学、工程生物学等理念相继提出。

合成生物学：先进技术引领行业快速发展

生物技术的进步推动着合成生物学快速发展。

颠覆性使能技术是支撑合成生物学发展的关键，基因合成、基因编辑、蛋白质设计、细胞设计、高通量筛选等技术的发展对合成生物学的发展有着重要的支撑和推动作用，基因测序、DNA合成以及基因组编辑技术都是其核心使能技术。

合成生物学发展的政策推动

全球各国制定政策推动合成生物学产业发展。

合成生物学在全球范围内受到广泛关注，众多国家/组织均出台相关政策，推动合成生物学技术及应用快速发展。早在2006年，美国国家自然科学基金会便为合成生物学研究提供高额资助，并于2021年出台《2021美国创新与竞争法案》，将合成生物学列举为关键技术重点领域之一。欧盟在《面向生物经济的欧洲化学工业路线图》中，提出在 2030年将生物基产品或可再生原料替代份额增加到25%的发展目标。

合成生物学主要领域

合成生物学：三大优势——替代+创新+循环

制造业革命，实现“替代+创新+循环”

合成生物学正在推动一场制造业革命，探索替代原料和原有生产工艺，并进一步延伸到性能更好的产品开发。由合成生物学驱动的下一代生物制造带来新的优势： ①替代原有制造路线（化学合成或者天然提取），提高生产效率和经济效益； ②创造疗效更好的药品、性能优越的化学品或材料等新产品的潜力； ③实现可持续的“循环”生产模式，使用可再生生物质原料，显著减少对化石燃料的依赖。

合成生物学：绿色环保、能耗少成本低

以可再生资源作为原料，反应条件温和。合成生物学主要以可再生资源作为原料，包括淀粉等粮食原料、秸秆等农业废弃物以及CO2、CH4等含碳气体，符合可持续发展理念，且能使得原材料成本占比降低，产业链长度以及生产周期缩短。相较于化学反应，合成生物学大部分反应在微生物或酶的作用下进行，反应条件更温和，减少副产物和三废生成，实现高效、环保生产。

应用场景广泛：医学领域

合成生物学在医学领域的应用。合成生物学通过设计全新的细胞内代谢途径，使医药产品能够通过微生物细胞利用廉价糖类等原料进行合成，从而降低医药产品的生产成本，为绿色生产提供可能。在医学应用中，合成生物学可根据不同的疾病和致病机制，进行人工设计、构建适宜的治疗性基因回路，在载体的协助下植入人体，通过纠正机体有功能缺陷的回路，实现治疗疾病的目的。

合成生物学：2021Q3单季度融资突破历史记录

融资额创历史最高，开启合成生物学元年：从一级市场投资变化可以看出，2021年Q1和Q2季度融资金额快速提升， 2021Q3季度全球合成生物学相关企业融资金额创单季度融资历史新高，总金额高达61亿美元，较前期历史记录提高 33%。截止2021Q3，合成生物学领域一级市场总融资金额合计高达150亿美元。从历年合成生物学融资变化趋势可以看出，2021年已成为合成生物学领域最景气的一年，有望开启合成生物学研究和发展的元年。（报告来源：未来智库）

2、主要相关公司介绍：技术赋能-产品应用

合成生物学产业链分类

从产业链上下游角度来划分，上游为各类技术赋能公司，下游为各类产品应用型公司。

技术赋能公司：为该行业提供关键的技术及产品支持，例如DNA测序、合成、基因编辑、生物信息学、细胞培养基产品以及菌株等生物合成所必须的生产资料与技术能力。

产品应用公司：产业型企业核心能力除了主营产品所涉及的菌种和基因等技术能力以外，还包括产业化生产和商业推广能力，涵盖工业化学品、医疗、食品、材料以及化妆品/护肤品等多个领域。

国内合成生物学公司分类-技术赋能型

技术赋能公司中，以合成生物学中基因编辑为技术核心代表的公司有博雅辑因、本导基因，泓讯科技和迪赢生物的生物元件技术是其核心技术，恩和生物是目前国内主要以合成生物学硬件/软件为技术核心的公司。

合成生物学：国内合成生物学研究机构实力雄厚

合成生物学科研院所。深圳地区：以深圳合成生物学创新研究院（深圳合成院）为代表，深圳市政府投资7.5亿元建设深圳合成院，目前拥有34位课题组长、4位杰出客座研究员和19位客座研究员。除此之外中科院合成所、农科院合成生物学中心也都位于深圳，合成生物学相关科研实力雄厚。

医药类公司：华东医药、弈柯莱、川宁生物

华东医药——工商美协同发展，深耕工业微生物板块，开启医药产业新纪元

华东医药成立于1993年，于2000年1月在深圳证券交易所上市，发展至今已成为业务覆盖医药工业、医药商业、医美领域的综合性制药企业。医药工业：聚焦抗肿瘤、内分泌和自身免疫三大核心治疗领域的药品研发布局；医药商业：拥有中西药、医疗器械、药材参茸、健康产业等四大业务板块，涵盖医药流通全领域；医美业务：2013年进入医美领域，聚焦面部微整形和皮肤管理领域最新的产品和器械的研发、生产和销售。

弈柯莱——国内合成生物学领域创新者

国内合成生物学领域新兴领导者。弈柯莱生物科技（上海）股份有限公司成立于2015年，主要致力于合成生物学方法的研发并将其应用于规模化生产，先后于2018年、2019年以及2020年完成弘晖资本领投的A轮、华泰紫金领投的B轮、淡马锡领投的C轮融资。

公司成功打造智能设计、酶工程、细胞铸造、合成测序、发酵工程、分离工程等10大技术创新平台，酶、代谢途径/ 网路及生物底盘的设计与改造相关经验积累深厚，成功将合成生物学技术广泛应用于生物医药、植被保护、营养健康、诊断试剂、环境治理、健康食品等领域，是目前国际上合成生物学产业化进展最快企业之一。

川宁生物——抗生素中间体核心企业

国内主要抗生素中间体生产企业。川宁生物于2010年在国家级霍尔果斯经济开发区伊宁园区成立，公司是国内主要抗生素中间体生产基地之一，产品包括硫氰酸红霉素、青霉素类中间体（6-APA/青霉素G钾盐）、头孢类中间体（7-ACA、D-7ACA、7- ADCA）、熊去氧胆酸粗品等。公司于2021年首次公开发行股票并在创业板申请上市，目前处于发行审核阶段。

化工类公司：华恒生物、凯赛生物

华恒生物——深耕合成生物学领域，主要产品丙氨酸系列技术领先

深耕合成生物领域，构建绿色低碳发展。华恒生物自成立以来经过多次改制重组，已经成为小品种氨基酸全球领先生产企业之一，主动承担多项高新技术产业化项目，产品绿色环保可循环，广受境内外众多客户认可。

凯赛生物——全球生物法生产长链二元酸领先企业

深耕合成生物领域20年，技术积累深厚。凯赛生物成立于2000年，主要从事新型生物材料的研发、生产及销售业务，是全球领先的利用生物制造规模化生产新材料的企业之一。凯赛生物聚焦于聚酰胺产业链，主要产品包括可用于生物基聚酰胺生产的单体原料——系列生物法长链二元酸和生物基戊二胺，以及系列生物基聚酰胺等。公司总部及研发中心位于上海浦东张江高科技园区， 3个生产基地分别位于金乡、乌苏和太原（建设中）。

其他类型公司：嘉必优、溢多利、Amyris 、Zymergen

嘉必优——生物发酵营养素先行者

积极开拓市场，销售地区广泛。嘉必优成立于2004年，经过十多年的重组并购发展，公司已经成为国内营养素生产领先企业，获得多项国家科学技术进步奖，构建了系统完整的技术平台。

溢多利——国内生物酶制剂龙头

深耕生物酶领域30年，中国首家生物酶试剂上市公司。广东溢多利生物科技股份有限公司成立于1991年，2014年于深交所上市，成为中国首家生物酶试剂行业上市公司。上市同年，对鸿鹰生物成功收购；2015年至2018年间，与新合新、利华制药，世唯科技等公司进行合并重组，成功进军生物医药和生物农牧两大领域，构造生物酶制剂、甾体激素原料药和功能性饲料添加剂三大产品线。

Amyris——全球合成生物学龙头

老牌合成生物学巨头，拥有多个商业化品种。Amyris成立于2003年，是世界领先的合成生物学巨头，主营领域涉及清洁健康和美容保健。公司利用生物技术平台快速设计和构建微生物菌种，通过其代谢途径利用可再生的、植物来源的糖，从而获得高价值成分。通过生物技术平台和工业发酵工艺的结合，公司已经成功开发、生产和商业化13种不同的分子，应用于数千个全球知名品牌产品的配方中。

Zymergen——平台型合成生物学公司

从研发到生产的一体化合成生物学平台。Zymergen是一家平台型合成生物学公司，成立于2013年，总部位于加利福尼亚州埃默里维尔，2021年4月22日正式于纳斯达克上市。公司拥有世界最大的专有基因组数据库，并利用合成生物学、机器学习、自动化等技术与数据库形成协同合作，通过自建与收购多种渠道进行技术积累，逐步完善合成生物学前期菌种设计和改造平台，现有产品管线涉及电子、消费者护理和农业三大领域。

3、合成生物学投资思考：以技术为基础，以产品为导向

投资观点：合成生物学——未来已来，开启“造物”时代

合成生物学为什么值得关注？

合成生物学正在推动一场制造业革命，探索替代原料和生产工艺，并进一步延伸到性能更好的产品开发，用以解决人类食品缺乏、能源紧缺、环境污染、医疗健康等各方面的问题，对于全球可持续发展至关重要。根据 CB Insights 分析数据显示，预计到 2024 年合成生物学市场规模将达 189 亿美元，2019-2024年复合增长率达28.8%。合成生物制造过程兼具绿色环保与降本增效优势，可降低工业过程能耗15-80%，原料消耗35%-75%，减少空气污染50%-90%，水污染33%-80%。

为什么现阶段关注合成生物学？

合成生物学概念提出20年来，伴随着生物学、生物信息学、计算机科学、化学等学科快速发展，实现从简单基因线路设计到基因组合成，多领域产品成功上市、以及过去一年全球内5家公司上市预示着合成生物学迎来新发展阶段。高效基因组编辑技术与DNA合成技术等核心使能技术助力合成生物学行业加速发展，合成生物学一级市场投资热度显著上升，2021Q3季度全球合成生物相关企业创单季度融资的历史新高，投资金额高达61亿美元，从历史数据来看，2021年已成为合成生物学领域最景气一年，有望开启合成生物学研究和发展元年。

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