酱油、醋和味精是常用的调味品；维生素C、青霉素和胰岛素都是可以挽救生命的常用药物；玻尿酸、麦角硫因、依克多因则是爱美人士的心头之好；而γ-氨基丁酸（GABA）又不知帮多少人丝滑走进梦乡……这些看上去风马牛不相及的东西其实都来自于微生物发酵。无数肉眼不可见的细菌、酵母在硕大的发酵罐里不舍昼夜，提供着人们生活中所需要的产品。
电子显微镜下的酵母菌
合成生物学为古老的发酵技术插上翅膀
从灵长类动物恋上发酵水果的酒香，到原始社会把发酵与宗教仪式相结合；从进入农业文明以后手口相传的酿造手艺，到生物技术革命带来的合成生物技术，各种微生物与人类打交道的几万年间，形形色色的微生物发酵技术塑造并持续改变着人类的生活。
这里提到的合成生物技术是什么呢？
广义的合成生物学是指利用基因测序、合成、编辑的技术方法，设计、改造或创建生物分子、生物器件和部件、生化反应途径和系统、单细胞体系和多细胞体系等具有特定功能的合成生物体系并实现应用，变革生产方式，解决气候变化、资源、能源、环境、食品、医疗健康等方面的问题，满足人类不断增长的需求。
而DNA双螺旋结构的发现，基因测序、基因合成、基因编辑技术的发展则为合成生物技术奠定了坚实的基础。
人类在早期的物种驯化、栽培和发酵实践中发现了生物性状的可遗传性。随着遗传学和分子生物学的飞速进步，人类在年发现了遗传物质DNA的双螺旋结构，这被认为是生命科学的第一场革命，也宣告了分子生物学时代的来临。
中学生物课名场面——沃森、克里克发现DNA双螺旋结构
年，美国科学家提出应该对人类的全部基因进行测序，从而为深入研究人类的生命机制提供第一手资料，这就是人类基因组计划。以那个时代的基因测序技术的效率来看，这项工程工作量可谓是天文数字，然而因为其中巨大的科学意义和潜在商业价值，这项工作还是于年正式启动，标志着进一步破解生命之谜的生物科技第二场革命已经开始。
人类基因组计划——生命的蓝图
高中生物曾经简单讲解过基因工程，将目标基因载入大肠杆菌或酵母菌的基因组中，使其具有产生目标物质的能力。然后通过发酵工程大规模扩增改造过的菌种，就可以获得含有目标物质的发酵产物，经过纯化就可以获得大量产品。目前，利用这种技术，人类先后利用工程菌生产了人胰岛素、多种抗生素，甚至今年8月31日，有科研人员利用基因编辑的酵母菌成功合成了马达加斯加长春花中的抗癌物质——长春碱。
这种利用基因编辑技术产生的工程菌其实就是被重新设计编程的细胞工厂，而人类利用合成生物技术实现了对古老发酵技术的“超进化”。曾经比黄金还要昂贵的人胰岛素、必须用kg原料才能提取1g的长春碱，现在都有了更加高效、经济的生产方式，成本降低，让更多人用得起。而且因为这种生产方式绕开了大规模养殖动物或者栽培植物，以及石化基来源的工业生产，所以对环境更加友好。
中国在合成生物赛道上处于领先地位
合成生物技术早在上世纪六七十年代就已经开始崭露头角，历经几十年的发展，已经显示出强大的生产力和对多个传统产业的颠覆潜力。各国纷纷开始在这个全新赛道展开角逐。
其中，中国在合成生物学发展过程中是名副其实的领跑者。年，我国科学家团队成功合成了结晶牛胰岛素。在此之前，生物学还停留在观察和描述阶段，而这个里程碑事件则彰显了人类逆天改命的决心——合成生物分子、合成细胞或器官，甚至于合成全新的生命。
中国科学家合成出结晶牛胰岛素，小鼠动物实验显示出良好的药理学作用
随着合成生物学的高速发展，乘着产业转化的巨浪，中国生物科技企业华熙生物在年就提前布局了合成生物赛道，并且确立了以合成生物学作为底层支撑技术及核心的发展战略。
目前，华熙生物通过合成生物技术实现了高纯度麦角硫因、5-ALA、维生素C葡萄糖苷、红景天苷等物质的创制和开发；多聚寡核苷酸、β-烟酰胺单核苷酸（NMN）和人乳寡糖均已实现突破性进展，处于国际领先研发水平；依托寡糖体外酶催化合成技术，建成了全球分子量覆盖最广的人体三大多糖——透明质酸、硫酸软骨素、肝素寡糖库。
此外，通过产学研合作，华熙生物利用自身在产业转化方面的优势，积极进行科研成果的产业转化，让实验室里的科研成果变成实实在在的生产力。
为了提升合成生物的广泛社会认知，普及合成生物科学常识，助力《“十四五”生物经济发展规划》政策落地，推动我国合成生物学的全面发展，华熙生物还在北京大兴生物医药基地建设了全球首座合成生物科学馆。
合成生物技术将以更友好、更绿色的方式惠及全人类
近年来，使用玻尿酸、麦角硫因、胶原蛋白这些功能性成分的护肤品普及度已经越来越高，曾经一度被称为“贵妇专用”的明星成分也开始出现在中端护肤品中。而合成生物技术的运用，有可能让这些功能性护肤品中的物质成分获取更加便捷、高效、低碳、环保。
红景天苷就是通过合成生物技术能够获取的典型物质之一。去过高原地区的人可能都知道服用红景天饮片或者红景天胶囊，能减轻高原反应。这是因为红景天植株的根和茎中含有一种有益人体的生物活性物质——红景天苷。红景天苷还有多种生物学功能，用途广泛。然而，这种活性成分只在很少几种植物中存在，不仅含量比较低，还受到多种因素的影响，往往需要大规模种植才能获取原料药，提炼加工过程还可能造成环境污染。
目前，华熙生物已经实现了合成生物技术生产红景天苷的技术，这将会彻底颠覆红景天苷的生产模式，不仅可以显著降低其成本惠及更多人，还同时避免了对环境的影响，实现了经济效益、社会效益和生态效益的三赢。
当然，合成生物学带来的变革还远不止于此。合成生物技术可应用于人们日常生活息息相关的衣食住行医用等各个环节，用于解决食品短缺、资源匮乏、环境污染、生物多样性减少等一系列问题。
华熙生物提前布局合成生物新赛道，是我国生物科技产业发展大势中的一个案例，未来基于合成生物学助力人类的生命健康的新技术及新应用将有可能从华熙生物诞生。颠覆式的生产模式带来的不仅是产能提升和成本下降，更重要的是生产方式对环境更加友好、资源消耗和碳排放更少、发展更加可持续。
本文转自：知乎答主菲利普医生
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