在全球科技竞争日益激烈的今天，合成生物学作为一门新兴的跨学科领域，正逐渐成为创新科技的前沿阵地。合成生物学的产业链上游，即使能技术的开发，是整个产业发展的关键。然而，中国的合成生物学产业在这一环节面临着不小的挑战。
根据波士顿咨询公司、上海合成生物学创新中心与B Capital联合发布的《中国合成生物学产业白皮书2024》，中国在多项关键使能技术上与国际先进水平存在差距。这些技术包括但不限于DNA测序、DNA合成、基因编辑等，它们构成了合成生物学的基础。
来源：BCG分析
报告中提到的“设计—构建—测试—学习”（DBTL）循环，是合成生物学创新的核心流程。尽管目前全球范围内这一行业都还处于早期发展阶段，但海外在某些关键技术领域已经展现出了明显的优势。例如，在AI数据分析、蛋白质结构预测及设计等方面，海外的预测算法准确度、数据积累以及不依赖注释的预测算法等领域均领先于中国。
来源：专家访谈、BCG分析
设计环节
在设计环节，中国在二代测序技术方面与国际保持同步。华大智造作为国内代表，其数据产出速率和有效reads等指标与海外领先企业相媲美。这表明中国在这一关键领域的技术已经达到国际水平，且国产化的关键零部件和上游技术正在持续推进。然而，尽管在三代测序技术上起步较晚，国内生物技术公司已经陆续推出了相关产品。
数据库和工具是设计环节的另一关键，目前国内企业在很大程度上依赖于海外的数据库和工具，如广泛使用的KEGG数据库，它们能够整合基因组、化学和系统功能等多维信息。相比之下，国外平台公司如Zymergen已经建立了自己的基因代码库和菌株数据库。此外，海外的软件平台如AlphaFold2、BioStudio已开始实验性地应用于生物元件和基因组设计，这些工具有助于提升设计的精确性和效率。
构建环节
在构建环节，中国在DNA拼接技术上与海外同步，酶切链接、Gibson链接和酵母同源重组等技术中外间不存在代差。DNA合成和基因编辑技术也在快速追赶，尽管面临专利封锁的挑战。海外有Codex DNA、DNA Script、Twist Bioscience、CustomArray、Thermo Fisher Scientific、Editas Medicine、CRISPR等代表企业，国内企业如金斯瑞、华大基因、辉大基因等正在迎头赶上，逐步突破专利封锁，但仍需解决长链DNA合成的难题和成本问题，同时提高基因编辑的精确性和效率。
测试环节
测试环节中，中国主要采用自动化机械辅助人工测试，与海外相比存在一定差距。例如，美国Ginkgo Bioworks公司已经将EncapS液滴微流控平台商业化，能够进行大规模菌株筛选。中国未来需要解决微流控芯片技术在大规模生产中的成本问题，控制平台的小型化，以及提升通量。
学习环节
在学习环节，无论是国内还是国外，都还处于发展的早期阶段，主要依赖人工经验总结和学习。尽管海外在数据分析、蛋白质结构功能预测和设计等算法的准确度、数据积累方面领先，但合成生物学特有的AI技术开发，如路线设计和仿真测试，受限于数据集样本规模，全球范围内都尚未起步，距离成熟工具的出现还有较长的路要走。
面对这样的现状，中国合成生物学产业的发展策略应当聚焦于快速追赶这些关键技术，以确保在全球合成生物学领域中获得足够的话语权。这不仅需要政策层面的支持和引导，还需要科研机构、企业和资本市场的共同努力。
国内主要省市合成生物学相关政策
来源：公开资料整理；案头研究；BCG分析。
同时，中国合成生物学产业的发展也面临着巨大的机遇。随着国内外对合成生物学认识的不断深入，以及相关技术的不断成熟，中国有望在某些细分领域实现突破，甚至达到或超越国际先进水平。
为了抓住这些机遇，中国合成生物学产业需要在以下几个方面进行努力：
首先，加强基础研究，提升原始创新能力；
其次，促进产学研用的深度融合，加速技术成果的转化；
再次，加强国际合作，引进和学习国际先进技术和管理经验；
最后，加大对合成生物学领域的投入，包括资金、人才和政策支持。
总结而言，中国合成生物学产业虽然在上游使能技术方面存在差距，但通过积极追赶和创新发展，完全有可能在全球合成生物学领域占据重要地位。这不仅将推动中国生物科技的进步，也将为全球合成生物学的发展做出贡献。
编辑｜王洪
排版：李丽
参考资料：《中国合成生物学产业白皮书2024》波士顿咨询公司|上海合成生物学创新中心|B Capital
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