下一个风口？掘金生物质背后新动能
延续上周上银基金关于合成生物学的话题，进一步跟大家分享一些研究心得和投资观点。首先，合成生物学是什么？以及合成生物学能做什么？它是一门本世纪初才诞生的学科，由现代生物学、系统生物学、工程学等多学科高度交叉后产生的新学科。简单来说，就是用细胞生产人们想要的东西，原料可以是玉米、甘蔗、小麦、地沟油，也可以是石油、烷烃等。它通过基因编辑等技术改造各种细胞，然后对改造后的细胞进行发酵产生酵液，最后分离提纯后获得想要的产品。相比于部分可能需要1000-2000套设备才能完成的复杂化学品，合成生物学里复杂的东西都集中在细胞体内，合成只需一步就能完成，因此，合成生物学在某些场景下更具成本优势。
合成生物学里有一个很重要的概念——底盘细胞。合成生物学目前处于发展初期，在实际生产过程中，都是在现成的底盘细胞上直接进行改造，比如在底盘细胞中加入相关基因片段，使该细胞获得所需的性能。当然，最理想的情况是直接人造出完整的符合要求的细胞，但目前技术要求还不过关。而一些合适的底盘细胞在自然界中又比较容易获得，比如常用的底盘细胞有乳酸菌、大肠杆菌、酵母菌等。通过改造底盘细胞可以节省大量前期摸索/测试的时间。比如，之前科学家偶然发现一种能吞噬塑料的细菌，可以用来处理海里漂浮的塑料垃圾，它的问题只是代谢速度还不够快，那么人类只需要去改造、强化它的代谢过程，就能得到人类非常需要的代谢塑料的功能。这里涉及的技术就是基因编辑。合成生物学公司在基因编辑阶段，需要做大量的实验，积累实验数据，这些数据都是公司未来的宝贵财富。在数据库基础上，还要知道这个基因片段该放在哪个位置，从而进行细胞培养，获得理想的工程菌。然后再进入发酵过程，分离纯化，改造和改性。
合成生物学未来的发展方向是什么？根据麦肯锡统计，2030年合成生物学的市场规模将达到2000亿美元左右，对应目前的年化复合增速在25%以上，是一个快速成长的行业。由于它未来的终端产品几乎可以覆盖目前70%用化学方法生产的产品，市场空间是非常巨大的。既然有这么大的市场空间和产品，选品就很重要。合成生物学截至目前还未找到非常合适的中间体，不像化学路径中已经有乙烯这样的“化工之母”，所以现阶段必须先判断什么样的产品适合合成生物学。比如通过A反应生成B，化学方法的反应过程中往往会增加催化剂，目的是降低反应能级，使其更容易地从低能级到高能级。从乙烯到聚乙烯的能级差距比较小，反应就很简单。但尼龙、特种塑料、食品添加剂、农药、维生素等，初级产品和终级产品的能级差距较大。合成生物学的厉害之处就在于能大幅度降低能级，一步从A到B，成本优势较明显。所以，用化学合成方法步骤相对较多，或者合成后难分离的化学品，比如尼龙、维生素、草铵膦等，都是合成生物学未来重要的发展方向。
我们知道，胰岛素的合成是直接从猪或牛的胰腺中提取，成本太高，许多糖尿病患者根本用不起。但如果把能合成胰岛素的基因片段移植到大肠杆菌中，让它代为生产，成本便降低很多，患者也负担得起。因此，从这条逻辑去延伸，合成生物学目前不能做什么也很清晰了，那就是一些本来能级差就不大，加一点催化剂就能生产的化学品，比如聚乙烯，成本主要来自化石燃料，采用合成生物学的经济价值太低。
各国大力发展合成生物学不仅仅是因为生产成本低，还在于其资源消耗更低、环境污染更少。和石化路线相比，目前通过生物制造的产品平均节能减排率为30%-50%，未来有潜力达到50%-70%， 与“双碳”发展目标十分契合。所以，合成生物学的生物制造路径替代依赖化石原料、高能耗高排放的化学路径是中长期比较确定的趋势。
以中庸的角度来看待合成生物学，凡事都有利弊，由于合成生物学自身的环保性以及可再生性，叠加未来比较确定的低碳发展趋势，只要它能生产出相应的低成本产品，那么它取代化学方法并获取市场份额几乎是一个必然的趋势。因此我们不能低估它未来的潜力。
