синергия всех вещей, меняющая будущее - china business news выпустила «белую книгу серии future industry 丨 синтетическая биология»
2024-08-31
한어Русский языкEnglishFrançaisIndonesianSanskrit日本語DeutschPortuguêsΕλληνικάespañolItalianoSuomalainenLatina
оглавление
1. синтетическая биология: изменение науки и промышленности будущего
1.1 определение синтетической биологии
1.2 история развития синтетической биологии
1.3 обзор отраслевой цепочки синтетической биологии
1.4 приложения синтетической биологии
2. фармацевтика: важная отправная точка для инноваций: фармацевтические компании, работающие с сырьем, могут быстро выйти на рынок.
2.1 применение синтетической биологии в сфере медицины
2.2. компании, занимающиеся api, и синтетическая биология нашли общий язык
2.3 важные игроки на рынке синтетических биологических афи
3. красота и уход. помогая преодолеть нехватку сырья, отечественные компании активно расширяют коммерческое использование.
3.1 синтетическая биология может помочь преодолеть узкое место в производстве сырья для косметической продукции
3.2 процесс коммерциализации по-прежнему сталкивается с проблемами
3.3 увеличение поддержки внутренней политики
3.4 отечественные предприятия расширяют свою планировку
4. еда: надзор имеет тенденцию улучшаться, и перспективы применения широки.
4.1 перспективы применения в пищевой сфере имеют простор для воображения
4.2 осторожное одобрение задерживает реализацию заявок
4.3 коммерциализация должна разрушить «парадокс масштабных издержек»
5. химическая промышленность: значительное преимущество в затратах, огромные возможности для улучшения промышленных размеров.
5.1 преимущество в издержках является важным конкурентным преимуществом
5.2 все еще существуют препятствия для крупномасштабного коммерческого использования
5.3 период внутриполитических возможностей
5.4 быстрое развитие отечественных предприятий
6. сельское хозяйство. наступило окно развития, и области селекции и кормов добиваются ведущего прогресса.
6.1 рынок сельскохозяйственной синтетической биологии продолжает расширяться
6.2 ведущий прогресс в области применения в племенной, кормовой и других областях
6.3 отечественные предприятия изучают инновационные приложения
7. энергетика. будущая энергетическая стратегия станет полем битвы, но до индустриализации еще далеко.
7.1 масштабы мирового рынка биоэнергетики растут с каждым годом
7.2 синтетическая биоэнергетика прошла через три поколения инноваций
7.3 до индустриализации еще далеко, но тенденция очевидна
7.4 продолжать изучать возможности внедрения приложений внутри страны и за рубежом
8. ии + синтетическая биология: движимые инновациями, в обоих направлениях
8.1 ускорение интеграции ии и синтетической биологии
8.2 инновации — движущая сила быстрого развития искусственного интеллекта и синтетической биологии
8.3 закономерности и барьеры искусственного интеллекта и синтетической биологии
9. панорамный обзор инвестиций в синтетическую биологию
9.1 крупнейшие компании в сфере синтетической биологии
9.2 оценка крупнейших отечественных компаний синтетической биологии
текст
1. синтетическая биология: изменение науки и промышленности будущего
синтетическая биология, как новый междисциплинарный предмет, развивается с беспрецедентной скоростью. это не только затрагивает биологию, инженерию, информатику и другие области, но также предоставляет нам неограниченные возможности для реконструкции биологических систем и создания новых форм жизни.
поскольку технология синтетической биологии постепенно проникает во все сферы жизни, синтетическая биология продемонстрировала большой потенциал применения и рыночную ценность в медицине, сельском хозяйстве, энергетике и других областях. однако развитие синтетической биологии еще далеко от своего пика, отметил в предисловии к книге «дорожная карта синтетической биологии 2030: двигатель следующего поколения биологического производства» ян шэнли, академик китайской инженерной академии. что благодаря итеративному развитию технологий синтетической биологии, обеспечивающим возможности применения. постоянно расширяясь, синтетическая биология будет играть центральную роль в будущем возрождении биоэкономики и предоставлять новые решения для глобального устойчивого развития.
1.1 определение синтетической биологии
согласно определению, данному в «стратегии развития китайской синтетической биологии до 2035 года», разработанной проектной группой исследования стратегии развития дисциплин и передовых областей китая (2021-2035), синтетическая биология руководствуется концепцией инженерных наук «снизу вверх». , ориентированный на создание инженерной жизни с конкретными структурными функциями или реализацию инженерии жизненных процессов, интеграцию систематических, синтетических, количественных, вычислительных и теоретических научных методов, а также использование итеративного исследовательского принципа «проектировать-строить-испытывать-учиться» для понимания жизни. теоретическая база и методическая система.
будучи новым междисциплинарным предметом, синтетическая биология создает новые биологические системы или перепроектирует существующие биологические системы, интегрируя принципы и методы из областей наук о жизни, техники, математики, информатики, физики и химии.
1.2 история развития синтетической биологии
развитие синтетической биологии можно проследить до 1970-х годов, когда ученые начали изучать технологию генетической рекомбинации. в 1973 году стэнли коэн и герберт бойер осуществили первое клонирование генов, ознаменовав рождение генной инженерии. в последующие десятилетия, с непрерывным развитием технологии секвенирования генома, ученые постепенно овладели способностью модифицировать основные единицы жизни.
вступая в xxi век, синтетическая биология вступила в бурное развитие и прошла четыре важных этапа развития. 2000–2003 годы были периодом основания синтетической биологии, когда исследователи разработали множество исследовательских методов и теорий с характеристиками предметной области; 2004–2007 годы были периодом расширения и развития синтетической биологии, и концепция синтетической биологии быстро продвигалась; в 2013 году в синтетической биологии начался период инноваций и трансформации приложений. существенное повышение эффективности базовой технологии способствовало постоянному расширению разработки и применения технологий синтетической биологии с 2014 года с применением биологических технологий с открытым исходным кодом; данные и благодаря сочетанию биоинженерных платформ синтетическая биология вступила в новый этап развития; цикл синтетической биологии «проектирование-создание-тестирование» постепенно расширился до цикла «проектирование-создание-тестирование-обучение». в то же время появление новых концепций или дисциплин, таких как «полупроводниковая синтетическая биология» и «инженерная биология», придало новую жизнь развитию синтетической биологии.
за последние пять лет мировая индустрия синтетической биологии пережила быстрый рост. согласно статистике и прогнозам cbinsights, размер рынка вырастет с $5,3 млрд в 2018 году до более чем $17 млрд в 2023 году при среднегодовом темпе роста 27%. ожидается, что мировой рынок синтетической биологии сохранит высокие темпы развития в обозримом будущем и к 2028 году вырастет в глобальный рынок с объемом почти 50 миллиардов долларов сша.
1.3 обзор отраслевой цепочки синтетической биологии
экология отрасли синтетической биологии охватывает огромную территорию с разнообразными технологиями и направлениями промышленного внедрения, и все они имеют значительные размеры рынка. исходя из этого, всю отраслевую цепочку синтетической биологии можно условно разделить на восходящие, средние и нисходящие.
upstream фокусируется на разработке передовых технологий, включая обучение чтению, письму, редактированию, автоматизации/высокопроизводительной количественной оценке, биопроизводству и т. д., уделяя особое внимание подрыву базовых технологий, повышению эффективности и снижению затрат.
midstream — это технологическая платформа для проектирования и трансформации биологических систем и организмов. основная технология — это разработка путей, ориентированная на выбор синтетических маршрутов и технических прорывов (таких как выбор и трансформация шасси клеток, оптимизация условий культивирования, разработка методов очистки). методы и т. д.). по сравнению с перерабатывающими компаниями больше внимания уделяется универсальности технологических платформ и потенциальным характеристикам cro.
последующий этап включает разработку приложений и внедрение продуктов во все аспекты человеческой жизни, продуктов питания, одежды, жилья и транспорта. основная технология заключается в контроле затрат на массовое производство, изменений от партии к партии и уровня выхода продукции. он уделяет особое внимание областям применения, доработке продукции и коммерциализации. среди них, с точки зрения крупномасштабного производства, он потенциально может иметь атрибуты cdmo.
строго говоря, в синтетической биологии нет четкой границы между компаниями среднего и нижнего сегмента. однако по сравнению с компаниями среднего бизнеса, компании даунстрима уделяют больше внимания областям применения, тонкой шлифовке продуктов и коммерциализации. на данном этапе отрасль в целом все еще находится на ранних стадиях промышленного развития, и многие биотехнологические компании по существу интегрируют схемы среднего и нижнего звена.
1.4 приложения синтетической биологии
развитие синтетической биологии привело к появлению большого количества сценариев промышленного применения, а области ее применения охватывают многие аспекты, такие как медицина, сельское хозяйство, энергетика и окружающая среда.
согласно отчету, опубликованному boston consulting group в 2022 году, ожидается, что в ближайшие 10 лет различные отрасли, такие как медицина и здравоохранение, медицинская красота, химическая промышленность, сельское хозяйство и пищевая промышленность, будут затронуты одна за другой, и, наконец, горнодобывающая, энергетическая и строительная отрасли.
что касается конечной продукции, медицина является крупнейшей областью применения. объем рынка конечных продуктов синтетической биологии в области медицины и здравоохранения в 2021 году составит 2,33 миллиарда долларов сша, что составит 50% рынка конечных продуктов переработки, и ожидается, что к 2026 году объем рынка достигнет 5,35 миллиардов долларов сша, что составит 31; %. с развитием синтетической биологии. с развитием науки и техники области применения в пищевой промышленности, производстве напитков, сельском хозяйстве и других областях продолжают расширяться, но ожидается, что медицина по-прежнему останется крупнейшим рынком конечной продукции.
в следующих главах этого отчета будут обсуждаться последние разработки и перспективы отрасли в каждой отдельной области применения синтетической биологии.
2. фармацевтика: важная отправная точка для инноваций, сырьевые фармацевтические компании могут быстро войти в нее.
многие из акций концепций синтетической биологии, которые активны на рынке, являются компаниями-производителями api. такие компании полагаются на свои технологические и производственные преимущества в производстве сырья и промежуточных продуктов, чтобы быстро выйти на путь синтетической биологии.
фактически, биомедицина сама по себе также является одной из важных областей применения синтетической биологии и считается одной из наиболее многообещающих областей применения синтетической биологии.
«самой главной движущей силой перехода фармацевтических компаний к синтетической биологии является то, что под двойным давлением политического руководства и изменений во внешней среде традиционная норма прибыли упала до очень низкого уровня. только находясь в авангарде инноваций, это возможно. компании получают больше рыночного пространства и рыночных премий». ян ян, директор по маркетингу центрального нервного бизнес-подразделения hansen pharmaceuticals, ранее сообщил china business news, что в такой ситуации в отрасли «фармацевтические продукты, в которых не используются новые технологии, обречены на падение». позади, что делает его синтетическим. некоторые быстро развивающиеся новые технологии, такие как биотехнологии, стали для фармацевтических компаний единственным способом внедрения инноваций и трансформации».
2.1 применение синтетической биологии в области медицины в основном включает две категории.
в процессе общения с практиками фармацевтической отрасли china business news обнаружила, что нынешнее определение синтетической биологии, данное некоторыми инновационными фармацевтическими компаниями, не соответствует общепринятым определениям.
согласно «белой книге индустрии синтетической биологии китая 2024», совместно выпущенной bcg и b capital, применение синтетической биологии в фармацевтической сфере в основном включает две категории: инновационные лекарства и инновационные методы лечения, а также производство сырья и промежуточных продуктов. среди них приложения в области инновационных лекарств можно разделить на бактериальную инженерию, искусственные вирусы/фаги и клеточную генную терапию.
однако представитель отрасли биологических продуктов рассказал china business news, что применение отечественной синтетической биологии в фармацевтической сфере больше связано с модернизацией производственных процессов традиционными химико-фармацевтическими компаниями путем замены исходного метода производства, основанного на химическом синтезе, на биотехнологию. синтез, значительно снижающий затраты и уменьшающий загрязнение окружающей среды и другие проблемы, тем самым повышая корпоративную конкурентоспособность и прибыльность.
этот человек сказал, что, будучи биофармацевтической компанией, она изначально производила лекарства с помощью передовых биотехнологий, таких как генетическая модификация. хотя существует некоторое техническое совпадение с синтетической биологией, использование синтетической биологии в качестве биофармацевтической компании не предназначено для решения проблемы высокой стоимости и высоких затрат. загрязнение окружающей среды и другие проблемы.
соответствующее лицо, отвечающее за другую компанию по терапии car-t, также заявило, что он не считает, что существующий бизнес компании по клеточной терапии тесно связан с синтетической биологией. это несколько отличается от текущего определения концепции синтетической биологии третьей стороной.
чжан яньфэн, директор по исследованиям и разработкам zhongke xinyang, выразил другую точку зрения: «синтетическая биология по-прежнему имеет большой потенциал в применении новых лекарств и новых методов лечения». он сказал, что с развитием и применением технологий редактирования генов применение синтетической биологии станет глобальным. в области инновационных лекарств также постепенно созрели. некоторые проекты, использующие технологии синтетической биологии для модификации кишечной флоры и последующего введения их в организм для участия в лечении некоторых заболеваний, вступили в стадию клинических испытаний. однако он также отметил, что, поскольку внутренний надзор за применением синтетической биологии в пищевой, медицинской и других областях по-прежнему очень строгий, прогресс отечественных исследований в этой области относительно медленный.
2.2. компании, занимающиеся api, и синтетическая биология нашли общий язык
судя по реальным ситуациям применения, отечественные фармацевтические компании, которые занимаются производством химического сырья/фармацевтических промежуточных продуктов и предъявляют высокие требования к снижению затрат и повышению эффективности, действительно ранее уже принимали меры в области синтетической биологии, например, trianning biotech (301301). .sz) и др. предприятия-представители отрасли сформировали значительные производственные мощности по производству продуктов синтетической биологии. в области передовых исследований и разработок лекарственных средств, поскольку исследования в области бактериальной инженерии, искусственных вирусов/фагов и других технологий все еще находятся на стадии проверки концепции, по-прежнему необходимы дальнейшие технологические прорывы и дальнейшая политическая поддержка.
китай является крупнейшим в мире поставщиком сырья и полуфабрикатов, занимая важную позицию в производственной цепочке. согласно анализу ассоциации непатентованных лекарств, количество китайских компаний по производству афи составляет 48% от общего количества в мире, а их производственные мощности — 30%. кроме того, промежуточная продукция китая составляет 80% от общего объема мирового производства.
однако, поскольку большинство компаний все еще застряли в сфере добычи и добычи с низкой добавленной стоимостью, общая прибыльность отечественных компаний, производящих афи, невысока. кроме того, в 2018 году моя страна начала вводить налоги на защиту окружающей среды, а также снизила размер прибыли химических афи. с серьезным загрязнением окружающей среды постоянно сжимаются.
текущий мировой спрос, как правило, вялый, а цены на большинство афи находятся на исторически низком уровне, что ускорило снижение валовой прибыли компаний, которая изначально была низкой. контроль затрат стал важным средством для отечественных компаний, производящих афи, стабилизировать свою прибыль. рентабельность. huachuang securities заявила, что, хотя геополитика внесла определенные нарушения в разделение труда в глобальной отраслевой цепочке api, стоимость по-прежнему является основным фактором конкуренции в отрасли api.
благодаря синтетической биологии первоначальный процесс производства сырья и промежуточных продуктов постепенно перейдет от экстракции животных и растений, химического синтеза или микробной ферментации к ферментативным процессам и клеточной инженерии. ожидается, что некоторые афи, которые являются более дорогими и трудными для получения оригинальными методами синтеза, но имеют большой рыночный спрос, позволят добиться большего повышения эффективности производства, энергосбережения и сокращения выбросов за счет синтетической биотехнологии, тем самым помогая предприятиям сформировать более сильные ценовые преимущества. стали важной причиной, почему компании api теперь более заинтересованы в использовании синтетической биологии.
2.3 важные игроки на рынке синтетических биологических афи
в настоящее время основными видами лекарственных препаратов в китае являются антибиотики, витамины, аминокислоты, гормональные препараты и т. д. из-за низких технических порогов, жесткой конкуренции и относительно низкой валовой прибыли компании имеют более высокий спрос на дальнейший контроль затрат. по этой причине группа компаний, котирующихся на бирже api, ранее проводила исследования в области синтетической биологии собственными силами и взяла на себя ведущую роль в формировании эффекта масштаба, помогая компаниям создавать конкурентные преимущества на сегментированных направлениях.
в то же время, с быстрым распространением концепции синтетической биологии в последние годы, все больше компаний предпочитают сотрудничать с внешними сторонами, например, внедряя профессиональные компании-платформы или сотрудничая с научно-исследовательскими учреждениями, чтобы выйти на путь в относительно короткий период времени, а также получить преимущества, получить определенное конкурентное преимущество.
среди компаний с долей а компания trianning biotech является производителем сырья и фармацевтических промежуточных продуктов под брендом kelun pharmaceutical (002422.sz). ее основной деятельностью являются промежуточные продукты антибиотиков, включая промежуточные продукты пенициллина, промежуточные продукты цефалоспорина и тиоцианат. производственные мощности эритромицина находятся в мире. лидирующие позиции в отрасли.
в последние годы компания активно внедряет синтетическую биологию. за короткий период времени многие продукты, такие как бисаболол, 5-гидрокситриптофан, эрготионеин и эктоин, вошли в стадию производства и продаж. они входят в число первых партий продукции. китай для достижения этой цели. доставка продукции для предприятий синтетической биологии.
компания заявила, что следующие среднесрочные продукты будут сосредоточены на аминокислотах, витаминах и других областях продукции с высоким спросом и высокой выходной стоимостью для целевого размещения. в то же время технологии синтетической биологии и технологии искусственного интеллекта будут использоваться для дальнейшей трансформации существующих промежуточных производственных штаммов антибиотиков для достижения экономии затрат, улучшения качества и повышения эффективности.
cytobio (300583.sz) является ведущим отечественным поставщиком сырья для стероидных препаратов и первым отечественным производителем, использующим методы синтетической биологии для производства сырья для стероидных препаратов в больших масштабах. еще в 2011 году компания использовала методы генной инженерии и синтетической биологии. достигнут охват пяти основных серий стероидного сырья, такого как андростендион, которые используются для разработки глюкокортикоидов, половых гормонов, прогестинов и стероидных препаратов анаболических гормонов.
благодаря постоянному развитию синтетической биологии, модификации штаммов и других процессов компания также опирается на свои технологические преимущества для увеличения доли продаж высокомаржинальных промежуточных полупродуктов с высокой добавленной стоимостью и продолжает оптимизировать структуру своей продукции. и рентабельность. china post securities полагает, что по мере постепенного увеличения концентрации индустрии стероидных препаратов ожидается устойчивый рост бизнеса saito biosteroid intermediates, и ожидается, что ее лидирующие позиции в этом сегменте будут продолжать укрепляться.
3. красота и уход. помогая преодолеть нехватку сырья, отечественные компании активно расширяют коммерческое использование.
сырье — это душа косметики и средств личной гигиены. чтобы косметический продукт достиг эффективности и получил признание на рынке, формула должна содержать эффективное сырье, такое как никотинамид, бифидодрожи, бозеин и т. д., потому что с точки зрения красоты. уход, он может достичь более сбалансированного эффекта и пользуется популярностью у потребителей и крупных брендов.
в последние годы постепенно появляются отечественные бренды косметической продукции, однако ограничения на сырье для продукции все еще существуют. в течение долгого времени 80% сырья для косметической продукции в моей стране импортировалось, а местные бренды всегда были пассивны в исследованиях, разработках и инновациях продуктов. «отечественные компании начали разрабатывать самостоятельно разрабатываемое сырье примерно за последние 10 лет и сделали больше в области экстракции растений. в целом, в последние годы на рынке сырья для косметической продукции по-прежнему доминируют иностранные бренды. директор по исследованиям и разработкам zhongke xinyang чжан яньфэн рассказал china business news.
ограничения на сырье привели к серьезной однородности отечественной косметической продукции, а отраслевая конкуренция продолжает оставаться жесткой. применение синтетической биологии открыло больше возможностей для отраслевых инноваций, которые, как ожидается, будут способствовать открытию новых возможностей на внутреннем рынке косметической продукции. для перестановки.
3.1 синтетическая биология может помочь преодолеть узкое место в производстве сырья для косметической продукции
в качестве новой технологии, которая быстро развивалась в последние годы, благословение синтетической биологии может не только значительно повысить безопасность и эффективность производства косметической продукции, но также новые процессы синтеза могут также позволить сырью достигать эффектов, которых традиционные технологии не могут достичь. .
соответствующее лицо, отвечающее за биотехнологию bloomage (688363.sh), сообщил china business news, что косметическое сырье, производимое методами синтетической биологии, получают из возобновляемых и природных ресурсов биомассы, и в основном они используют технологию редактирования генов для получения и создания различных видов продукты, необходимые для жизни и здоровья человека, а значит, более безопасные и биосовместимые. специально для потребителей с чувствительной кожей и тех, кто находится на стадии после ран после косметической операции, сырье, полученное методами синтетической биологии, является более безопасным и щадящим. они могут оказывать сильное воздействие, одновременно снижая потенциальную угрозу безопасности и плохую биосовместимость, вызванную традиционными методами.
ответственное лицо также сообщило, что традиционное производство сырья для косметических средств в основном основано на экстракции животных и растений или химическом синтезе. эти методы не только неэффективны и дорогостоящи, но также могут оказать негативное воздействие на окружающую среду. преобразуя клетки микробного шасси, синтетическая биология может производить высококачественное косметическое сырье безопасным и экологически чистым способом, делая производственный процесс экологически чистым и устойчивым, одновременно повышая эффективность производства и снижая затраты.
«эрготионеин — это самый классический случай замены химического синтеза синтетической биологией», — заявил чжан яньфэн: «раньше цена единицы эрготионеина, полученного методом химического синтеза, составляла около 20 миллионов за килограмм. теперь, когда он производится с использованием технологии синтетической биологии, цена упала до десяти тысяч юаней за фунт или даже ниже».
все больше и больше брендов косметической продукции, особенно отечественных, начинают использовать технологии синтетической биологии. замена традиционных методов экстракции животных и растений биосинтезом постепенно становится тенденцией развития отрасли. в то же время индустрия красоты также становится важной. игрок в синтетической биологии. одна из областей применения.
по расчетам cb insights и b capital, ожидается, что к 2028 году объем рынка синтетической биологии в сфере потребительских брендов достигнет 3,6 млрд долларов сша, при этом среднегодовой темп роста составит 37%, ожидаемый с 2023 по 2028 год, что составит примерно 7,2 млрд долларов сша. %.
3.2 процесс коммерциализации по-прежнему сталкивается с проблемами
синтетическая биология продемонстрировала большие перспективы применения в области косметической продукции, но многие пути от синтеза веществ до подтверждения эффективности и коммерческого производства по-прежнему сталкиваются с ограничениями и проблемами.
вышеупомянутый руководитель bloomage biotech сказал, что синтетическая биология в основном достигает целевого производства косметического сырья путем трансформации клеток микробного шасси. хотя эта технология достигла прогресса в синтезе днк, редактировании генов, метаболической инженерии и т. д., это так. все еще находится в процессе повышения точности синтеза. все еще существуют технические проблемы с точки зрения стабильности и синтетической эффективности, например, как обеспечить точность редактирования генов и как повысить эффективность и стабильность метаболических путей. ответственный человек сказал, что живая система чрезвычайно сложна и включает в себя множество генов, белков, метаболических путей и т. д. чтобы полностью смоделировать или синтезировать живую систему, требуется глубокое понимание ее сложности и взаимодействий — уровень, которого наука еще не полностью достигла.
в связи с этим чжан яньфэн также сказал, что по сравнению с синтезом веществ процесс коммерциализации нового косметического сырья может столкнуться с большими трудностями.
«некоторые ценные вещества, такие как паклитаксел, могут привлечь внимание многих исследователей, и будет много путей их синтеза. использование синтетической биотехнологии для продвижения коммерческого производства этого сырья потребует очень длительного периода времени». он сказал, что в области косметики новым веществам уделяется не так много внимания. хотя некоторые недавно проверенные вещества, такие как глабридин, обладают выдающимися эффектами в отбеливании и других аспектах, методы их синтеза по-прежнему требуют от исследователей начинать с нуля. на анализ и определение процесса коммерческого производства уйдет не менее пяти лет. «в такой высокоинтегрированной отрасли, как косметическая, никто не может гарантировать, будет ли это вещество по-прежнему пользоваться популярностью у потребителей и брендов через пять лет. именно тогда исследование подходит к концу. застой».
кроме того, компании, занимающиеся синтетической биологией, также могут столкнуться с рядом входных барьеров, таких как подтверждение эффективности продукта и сертификация отраслевой квалификации. среди них то, как оценить ценность синтезированных веществ, представляет собой систематический процесс, который необходимо корректировать посредством оценки эффективности и принятия веществ на рынке, а также посредством ряда систематических экспериментальных проверок, исследований рынка и комплексного анализа конкурентной продукции. .
однако huaxi biotech добилась хороших результатов в этом отношении. чжан яньфэн сказал, что huaxi biotech значительно сократила цепочку обратной связи, напрямую управляя собственными брендами, и может своевременно реагировать на потребности клиентов. таким образом, она получила хорошую прибыль на рынке c-конца. «в настоящее время их нет. многие компании действительно могут это сделать».
3.3 увеличение поддержки внутренней политики
на политическом уровне с 2021 года моя страна продолжает наращивать поддержку инноваций в области косметического сырья.
в мае 2021 года начали применяться «правила регистрации и управления данными нового косметического сырья», изданные государственным управлением по контролю за продуктами и лекарствами. предыдущая «система одобрения» была заменена на «систему регистрации», и регистрационному управлению будет подлежать только новое сырье высокого риска.
ранее с 2004 по апрель 2021 года было одобрено всего 14 новых видов сырья, из них 6 зарегистрировано во второй половине 2021 года. благодаря либерализации регистрации нового сырья энтузиазм брендовых компаний в отношении инноваций в области сырья продолжает расти. с 2022 по 2023 год было зарегистрировано в общей сложности 111 новых видов сырья, из которых количество новых видов сырья, представленных на регистрацию в 2023 году. достигнет 69. по последним данным, по состоянию на первое полугодие 2024 года количество новых видов сырья, поданных на регистрацию, достигло 46, что почти на 90% больше, чем за аналогичный период прошлого года, а доля отечественных компаний остается выше 78. %.
поддержка на местном уровне применения синтетической биологии в области сырья для косметической продукции также продолжает расти. в сентябре 2023 года 9 департаментов, включая муниципальное торговое бюро пекина, опубликовали «несколько мер по поддержке высококачественного развития индустрии красоты и здоровья», в которых предлагалось поддерживать инновационные исследования, разработки и применение нового косметического сырья и поощрять предприятия по развитию научных и технологических достижений на основе биоинженерии, дерматологии и других наук, разработке высококачественных биотехнологий и нового химического сырья, а также будет поощрять компании, регистрирующие новое косметическое сырье, и компании, получающие регистрационные удостоверения на новую функциональную косметику.
в то же время муниципальное правительство ханчжоу издало «несколько мер по поддержке высококачественного развития индустрии синтетической биологии», предложив сосредоточиться на поддержке исследований и разработок косметического сырья, а также предоставит определенные финансовые вознаграждения за успешно зарегистрированные или подали новое сырье для синтетической биологической косметики.
ожидается, что под влиянием ряда политических мер и рынка тенденция местных компаний к ускорению исследований, разработок и инноваций в области косметического сырья с помощью синтетической биотехнологии сохранится, тем самым продолжая способствовать быстрому развитию отрасли.
3.4 отечественные предприятия расширяют свою планировку
оптимистичные перспективы применения синтетической биологии в сфере косметического ухода привлекают все больше и больше внимания капитала, и многие инвестиционные учреждения также преследуют связанные с ней компании.
статистика synbiocon показывает, что по состоянию на 10 декабря 2023 года в общей сложности 52 отечественные компании, связанные с синтетической биологией, завершили в общей сложности 57 мероприятий по финансированию/сбору средств, в том числе почти 20 проектов по уходу за красотой, в том числе blue crystal microorganisms. масштаб финансирования. сумма, полученная в раунде b4, превысила 400 млн юаней. понятно, что компания в основном использует технологии синтетической биологии, чтобы помочь b-конечным клиентам в сфере потребительских товаров, пищевой, медицинской, сельскохозяйственной и промышленной промышленности осуществлять дифференцированную конкуренцию в отрасли. проекты в основном связаны с биоразлагаемыми материалами pha, регенеративными медицинскими материалами. и новая косметика. функциональные ингредиенты, новые пищевые добавки, инженерные пробиотики и т. д.
среди компаний, зарегистрированных на бирже, все больше и больше компаний планируют применение синтетической биологии в сфере косметического ухода.
bloomage biotech находится на первом месте в отечественной области синтетической биологии. с 2018 года компания использует синтетическую биологию в качестве базовой технологии и занимается разработкой косметического сырья. основываясь на преимуществах своей технологической платформы, после успеха в области гиалуроновой кислоты компания также выпустила ряд новых сырьевых материалов, таких как эрготионеин и рекомбинантный коллаген iii типа. в то же время компания также создала крупнейшую в мире пилотную платформу трансформации, чтобы обеспечить возможности коммерциализации новых продуктов. компания заявила, что в будущем она продолжит концентрироваться на шести основных категориях функциональных сахаров, аминокислот, белков, пептидов, нуклеотидов и натуральных активных соединений, всесторонне разрабатывать систему производства биологически активных веществ и глубоко изучать потребительские области, такие как в качестве функциональных продуктов по уходу за кожей и функционального питания.
компания juzi biotech (02367.hk) первой в мире начала массовое производство средств по уходу за кожей на основе рекомбинантного коллагена в 2009 году. текущая годовая производственная мощность рекомбинантного коллагена и редких гинсенозидов достигла 10 880 кг и 630 кг соответственно, оба из которых являются самый высокий уровень в мире. компания владеет такими брендами, как kefumei, kelijin и xinxin, охватывающими три основных промышленных направления: функциональные средства по уходу за кожей, медицинские приборы, функциональное питание и пищевые смеси для специальных медицинских целей.
jinbo biotech (832982.bj) является одной из ведущих отечественных компаний по производству рекомбинантного гуманизированного коллагена. компания успешно разработала рекомбинантный гуманизированный коллаген типа iii и разработала три типа продуктов медицинского назначения «рекомбинантный человеческий коллаген типа iii», полученный из замороженного коллагена. сушеная клетчатка», продукт одобрен государственным управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов к продаже в июне 2021 года и используется для коррекции мимических морщин. в 2023 году благодаря существенному увеличению продаж имплантатов с рекомбинантным гуманизированным коллагеном в качестве основного компонента годовой доход и чистая прибыль jinbo biotech, приходящаяся на материнскую компанию, увеличились на 99,96% и 174,60% соответственно по сравнению с аналогичным периодом прошлого года.
4. еда: надзор имеет тенденцию улучшаться, и перспективы применения широки.
есть большие надежды на применение синтетической биологии в пищевой сфере. однако с точки зрения коммерциализации развитие синтетической биологии в пищевой сфере происходит относительно медленно. сюда входят политические факторы, строго контролируемые законами и постановлениями, а также рыночные факторы, такие как относительно низкое общественное признание.
институты рыночных исследований сохраняют оптимизм в отношении перспектив развития отрасли. по данным cb insights, к 2028 году продукты питания станут вторым по величине применением в области синтетической биологии после медицинского здравоохранения, а объем рынка, как ожидается, превысит 12 миллиардов долларов сша.
каковы потенциальные применения синтетической биологии в пищевой сфере? какие основные задачи стоят перед отраслью на данном этапе? как родственным компаниям найти пути выживания и развития?
4.1 перспективы применения имеют простор для воображения
поскольку население продолжает расти, а потребность в устойчивом развитии увеличивается, потенциал применения синтетической биотехнологии в пищевой сфере привлек большое внимание.
чэнь цзяци, генеральный директор компании beijing green kangcheng biotechnology co., ltd., сказал, что самым большим преимуществом применения синтетической биологии в пищевой сфере является то, что она может производить непрерывно и эффективно, с меньшим влиянием изменений окружающей среды, состояния почвы и другие факторы, во-вторых, производство по технологии синтетической биологии. по сравнению с традиционным сельским хозяйством и животноводством, продукты питания потребляют меньше ресурсов и загрязняют окружающую среду. за счет сокращения использования пестицидов, антибиотиков и других биохимических агентов процесс производства продуктов питания становится более безопасным и более контролируемым; наконец, также возможно быстро расширить производство и использовать синтетические биологические продукты питания. главным преимуществом, особенно в условиях дефицита поставок или даже внезапных стихийных бедствий, является то, что синтетические биологические продукты промышленного производства могут быстро заполнить дефицит спроса.
существуют две основные категории применения синтетической биологии в пищевой промышленности. одна из них — производство альтернативных белков, то есть получение белков из неживотных источников с помощью синтетической биотехнологии. основные направления применения включают искусственное мясо и т. д.; для пищевых добавок, производства пищевого сырья и т.д.
в соответствии с различными техническими путями и трудностями реализации альтернативные белки делятся на растительные белки, ферментированные белки и белки клеточной культуры. среди них животные белки, полученные с помощью культуры клеток, имеют больше рыночных перспектив, но нынешняя технология еще не развита из-за проблем. такие как стоимость и вкус. принятие на рынке также низкое, и он все еще находится на ранних стадиях коммерциализации. промышленность прогнозирует, что альтернативные белки, выращенные непосредственно из клеток животных, не достигнут паритета стоимости с относительно дорогой говядиной до 2032 года, а затем, как ожидается, начнется промышленное производство.
напротив, растительные белки, разработанные на основе соевого белка и горохового белка, в 2023 году будут иметь ту же себестоимость, что и мясо, и на данном этапе быстро развиваются коммерческие приложения, такие как вегетарианские гамбургеры глобального бренда искусственного мяса impossible meat. продукт получил одобрение fda для выхода на розничный рынок. согласно анализу boston consulting group (bcg), совокупный годовой темп роста рынка растительного белка, как ожидается, достигнет около 16% с 2025 по 2030 год. к 2030 году потребление рынка растительного белка составит около 50 миллионов тонн.
по прогнозу министерства сельского хозяйства сша, к 2030 году мировое потребление мяса достигнет 358 миллионов тонн. ожидается, что синтетические биологические альтернативные белки, представленные мясом растительного происхождения, будут играть все более важную роль в обеспечении человека белками после снижения их стоимости.
по сравнению с альтернативными белками, нынешнее применение синтетической биологии в области пищевого сырья и пищевых добавок реализуется быстрее, и на данном этапе это основное применение технологии синтетической биологии в пищевой области.
пищевые добавки и пищевое сырье включают пищевые добавки, антиоксиданты, подсластители, красители, новое пищевое сырье, функциональные ингредиенты и другие вещества. в современной пищевой промышленности, поскольку мировой рынок продуктов питания и напитков продолжает расширяться, спрос на пищевые добавки продолжает расти.
чжан чжэньчжо, исследователь из фонда тайсинь, сказал, что по сравнению с традиционными химическими методами и методами ферментации биологические пищевые добавки более безопасны с точки зрения безопасности пищевых продуктов и имеют больше преимуществ в эффективности производства и разработке инновационных продуктов.
по имеющимся данным, современные пищевые добавки, производимые с помощью синтетической биотехнологии, включают l-аланин, витамин е, ликопин и другие продукты, которые можно получить путем экстракции животных и растений или химического синтеза и которые используются в пищевой сфере (олигосахариды женского молока). ), эритрит и другие новые продукты, которые ранее не могли быть синтезированы, среди них hmo, как инновационный ингредиент для обогащения питательных веществ, является одним из относительно многообещающих достижений синтетической биологии в пищевой области.
чэнь цзяци также сообщил, что в сфере потребительских товаров, особенно в таком сегменте, как продукты функционального питания, потребители более восприимчивы к инновационному сырью и менее чувствительны к цене. благодаря мощным технологиям пищевые ингредиенты, разработанные с помощью синтетической биологии, с большей вероятностью будут узнаваемы.
в настоящее время dsm является самой успешной ведущей компанией в мире в переходе от традиционного химического синтеза к биосинтезу. с 2021 года продукция биологического происхождения или пищевые добавки, извлеченные из природы, составляют более 50% выручки компании.
поскольку срок действия многочисленных патентов на пищевые добавки ведущих компаний, таких как dsm, истекает один за другим, отечественные компании, занимающиеся синтетической биологией, в последние годы постепенно добились прорывов в области ara (арахидоновой кислоты), яблочной кислоты, 1,3-пропиленгликоля и других областях (huaheng biotech). 688639.sh) ), jiabiyou (688089.sh) и такие стартапы, как green kangcheng, открыли большие возможности для развития.
что касается перспектив спроса в этом направлении, чэнь цзяци сказал, что национальный план питания (2017-2030 гг.), опубликованный в 2017 году, четко отражает признание и поддержку новых питательных и здоровых продуктов питания, таких как здоровые продукты и продукты, обогащенные питательными веществами. в настоящее время объем отечественного рынка функциональных продуктов питания превысил 600 миллиардов юаней, а будущий спрос на функциональные продукты и обогащенные питательными веществами продукты на основе синтетической биологии по-прежнему очень широк.
4.2 осторожное одобрение задерживает реализацию заявок
моя страна придает большое значение безопасности пищевых продуктов и предъявляет строгие требования к одобрению пищевых добавок и других продуктов. чжан чжэньчжуо считает, что это объективно замедляет применение синтетической биологии в пищевой сфере.
«в области применения в пищевых продуктах продукты синтетической биологии, включающие в себя процесс производства генетически модифицированных микроорганизмов, должны пройти сертификацию безопасности и одобрение различных министерств, таких как министерство сельского хозяйства и национальная комиссия здравоохранения, прежде чем они смогут выйти на рынок». рассказал china business news: «этот процесс требует большого количества испытаний и проверок безопасности, что занимает около 1-2 лет».
кроме того, синтетические биологические продукты питания в китае по-прежнему не соответствуют стандартам качества и сертификации производственного процесса, сказал чэнь цзяци: «если вы хотите получить лицензию на производство продуктов питания и пищевых добавок, компании должны следовать стандартам качества, обнародованным страной, и соблюдать их. производственный процесс, но для синтетических биологических продуктов питания не существует соответствующих стандартов, соответствующих новому производственному процессу, что создает огромное препятствие для подачи заявки на лицензию на производство».
обычно разработка соответствующих национальных стандартов требует активного вклада со стороны промышленности. для синтетической биологической пищевой промышленности может потребоваться некоторое время, чтобы преодолеть узкое место в развитии. тем не менее, чэнь цзяци также сообщил, что в ответ на текущее состояние отрасли соответствующие агентства активно продвигают обновление отраслевых стандартов и сформировали четкий план работы: «в настоящее время путь утверждения синтетической биологии в области новых пищевых добавок. была раскрыта, и другие детали будут следовать, также ускоряется соответствующая работа в подобластях, которая, как ожидается, заложит основу для вывода на рынок синтетических биологических продуктов питания».
сообщается, что 7 октября 2023 года национальная комиссия здравоохранения одобрила 2'-фукозиллактозу и лактозо-n-неотетраозу в качестве новых разновидностей пищевых добавок для сухих молочных смесей и готового сухого молока (для детей) и специального медицинского детского питания. . в то же время рассматриваются еще две больничные кассы.
чжан чжэньчжо оптимистично заявил: «одобрение больничных касс означает, что политика регулирования синтетического биологического пищевого сырья в моей стране продвигается вперед, и в будущем синтетическая биология будет более широко признаваться и применяться в пищевой сфере».
4.3 коммерциализация должна разрушить «парадокс масштабных издержек»
из-за более строгого контроля за безопасностью отечественное синтетическое биологическое пищевое сырье и добавки по-прежнему сталкиваются с проблемами в коммерческом производстве.
согласно соответствующим национальным законам и правилам, соответствующее сырье, используемое в пищевой отрасли, должно быть установлено на отдельных производственных линиях с более высокими стандартами безопасности и не может производиться на одной линии с другой промышленной продукцией. это означает, что, хотя компании, занимающиеся синтетической биологией, могут быстро реагировать на потребности разнообразия рынка, им также необходимо создать производственные линии разных стандартов для одного и того же типа сырья. чэнь цзяци сказал, что это значительные расходы для компаний, занимающихся синтетической биологией, особенно для стартапов, и это создает определенные препятствия для компаний в расширении применения продуктов.
помимо строительства производственных мощностей, компаниям также необходимо инвестировать много ресурсов в создание бренда и создание команды продаж. по имеющимся данным, текущие инвестиции в рыночные продажи компаний, занимающихся синтетической биологией, обычно достигают около 20–25% от общих операционных фондов, а некоторые компании to c могут иметь более высокую долю.
некоторые новые продукты, связанные с процессом коммерциализации различных синтетических биологических продуктов питания, также сталкиваются с особыми проблемами. «коммерциализация является основой открытия сценариев дальнейшего применения. для большинства компаний, занимающихся синтетической биологией, основной проблемой является «парадокс масштаба и стоимости». чжан чжэньчжо сказал, что для новых продуктов более низкие затраты являются ценой и стабильными поставками». это основа для того, чтобы последующие потребители были готовы попробовать, но крупномасштабное производство требует достаточной коммерческой поддержки, а это означает, что должен быть достаточный спрос для поддержки крупномасштабного промышленного производства.
однако он также сказал, что, поскольку рыночное пространство в таких областях, как пищевые добавки и пищевые продукты, достаточно велико, а потребители относительно нечувствительны к ценам, компаниям, занимающимся синтетической биологией, выгодно преодолеть «парадокс масштабных издержек». «если существуют подходящие технологии синтетической биологии или новые продукты, а также стабильные и относительно недорогие поставки, у синтетической биологии может быть много возможностей для развития в пищевой области».
5. химическая промышленность: значительное преимущество в затратах, огромные возможности для улучшения промышленных размеров.
поскольку производственный процесс более экологичен и менее зависит от природных ресурсов, таких как нефть, использование биологических методов для замены химических методов производства массового химического сырья всегда было одной из ключевых областей применения синтетической биологии. cb insights прогнозирует, что на мировом рынке синтетической биологии доля рынка химической промышленности достигнет 3,4 миллиарда долларов сша в 2023 году, что составит почти 20%.
по сравнению с традиционными химическими методами, биологические методы, основанные на синтетической биологии, используют возобновляемое сырье, а условия реакции биологических производственных процессов, таких как ферментные методы или методы ферментации, мягче, поэтому выбросы углекислого газа, сточных вод и других загрязнений во время исследований и разработок, а также в последующих производственных процессах. это позволило значительно сократить выбросы материалов, а также снизить зависимость и потребление нефтехимических ресурсов, таких как нефть. выбор биохимических химикатов становится одной из важных стратегий для компаний, направленных на преодоление региональных барьеров входа на рынок, связанных с охраной окружающей среды.
стоит отметить, что количество химических веществ, которые могут быть синтезированы с помощью синтетической биологии, все еще относительно ограничено, и все еще существуют огромные возможности для улучшения размера отрасли по сравнению с общими химическими веществами. занг хуэйцин, секретарь совета директоров cathay biotechnology (688065.sh), сказал, что нынешнее применение синтетической биологии все еще находится на относительно ранней стадии, особенно в производстве массового химического сырья. общий масштаб применения составляет. все еще невелик, поэтому такие положительные эффекты, как энергосбережение и сокращение выбросов, еще не были. это четко отражается на социальном и экономическом развитии в будущем, поскольку применение синтетической биологии продолжает распространяться в различных аспектах и в крупномасштабных производственных мощностях. постепенно реализуется, постепенно будет проявляться его значение для охраны окружающей среды. «когда производительность завода по производству синтетической биологии сможет достичь того же уровня, что и у нефтеперерабатывающего завода аналогичного размера, это действительно будет означать, что ценность синтетической биологии в области биопроизводства может конкурировать с химическими методами».
5.1 преимущество в издержках является важным конкурентным преимуществом
контроль затрат на химическое сырье всегда был для компаний химической промышленности важным средством повышения конкурентоспособности продукции, а снижение затрат и повышение эффективности является еще одним важным преимуществом синтетической биологии. по сравнению с некоторыми химическими методами, которые требуют десятков процессов синтеза, при условии, что культивируется соответствующая бактериальная флора, метод синтетической биологии может обеспечить синтез и производство целевого сырья всего за несколько простых шагов, поэтому он имеет значительные преимущества в процессе. плюсы: сложность и стоимость.
смена владельца рынка длинноцепочечных двухосновных кислот является прекрасным примером замены химических методов биологическими методами. это вещество является важным сырьем в области производства длинноцепного нейлона, покрытий, смазок, пластификаторов и пестицидов. основная доля мирового рынка изначально находилась в руках таких компаний, как dupont и invista. чжэн цянь, директор по стратегическому развитию cathay biotech, сказал, что, опираясь на такие технологические преимущества, как синтетическая биология, cathay biotech добилась замещения на рынке аналогичных химических продуктов с меньшими затратами и стала важным успешным примером в глобальной химической области замены химические методы с биологическими методами.
однако она также отметила, что в области химической промышленности замена химических методов синтетическими биологическими методами все еще ограничена многими факторами. некоторые химические вещества, которые можно получить путем простого крекинга нефти, такие как этилен, пропилен и т. д., имеют чрезвычайно низкую сложность и стоимость. современный синтетический биологический процесс не позволяет снизить стоимость, поэтому альтернативы традиционным нет. мастерство. с другой стороны, даже если некоторые небольшие сорта могут снизить затраты с помощью биологических методов, ограниченное рыночное пространство означает, что лишь немногие компании, занимающиеся синтетической биологией, готовы участвовать в этой области.
«мы по-прежнему постоянно исследуем и ищем сорта с огромным потенциалом, но это долгосрочный процесс, который требует постоянного совершенствования технологий, исследований и разработок», — сказал чжэн цянь.
5.2 все еще существуют препятствия для крупномасштабного коммерческого использования
увеличение объемов выпускаемой продукции по-прежнему остается самой важной проблемой, с которой приходится сталкиваться компаниям, занимающимся синтетической биологией.
нет сомнений в том, что синтетическая биология имеет преимущества с точки зрения производственных затрат, эффективности производства и защиты окружающей среды. однако в области сыпучих химикатов существует множество связей от сырья до конечной готовой продукции, и компании, занимающиеся синтетической биологией, обычно только действуют. будучи поставщиками исходного сырья, нелегко завершить замену исходных химических продуктов и запустить их в крупномасштабное коммерческое производство.
согласно сообщениям, материалы, полученные биологическими методами, не просто повторяют характеристики материалов, полученных химическими методами. между ними есть определенные различия, и каждый из них имеет свои преимущества. поэтому в процессе постобработки крупномасштабного коммерческого производства необходимо согласовать производственное оборудование, технологию производства, технические параметры и другие аспекты, что значительно увеличит восстановительную стоимость предприятия. цзан хуэйцин заявил, что для завершения замены материалов на биологической основе каждое звено производственной цепочки должно сформировать единое понимание продукта. однако в настоящее время у последующих клиентов все еще недостаточно инновационных возможностей в применении сыпучего сырья. материалов, что привело к продвижению сырья для биопроизводства. «только для продвижения применения и продвижения нейлона 56 в текстильной и швейной сфере мы вложили много энергии в его применение. развитие и рыночное образование однако широкое признание всех звеньев отраслевой цепочки требует процесса. до сих пор последующие приложения еще не полностью реализованы».
помимо связи в производственной цепочке, применение синтетических биохимических веществ в некоторых областях также предполагает относительно строгую квалификационную сертификацию. например, в таких областях, как легковые автомобили и оборудование для общественного транспорта, фотоэлектрическая энергия ветра и другое новое энергетическое оборудование, синтетические биоматериалы должны быть. введите соответствующие. рынок также должен пройти множество квалификационных сертификатов. «в сфере легковых автомобилей, если вы хотите войти в соответствующую систему цепочки поставок, средний цикл может составлять два года. конечно, преимущество в том, что как только вы войдете в эту систему, она сформирует относительно сильную привязанность клиентов и высокие барьеры. к участию, и это окажет огромное влияние на весь материал», — сказал чжэн цянь.
поэтому в настоящее время, по крайней мере в области химической промышленности, для достижения широкомасштабного продвижения и применения синтетической биотехнологии необходимо не только найти продукты, пользующиеся широким спросом и значительными ценовыми преимуществами при выборе продуктов, но и получить поддержка восходящего и нисходящего потока в производственной цепочке. единодушно признано, что вполне предсказуемо, что это все еще потребует длительного периода времени и огромных инвестиций, что, несомненно, является огромной проблемой для частных предприятий в современной отечественной области синтетической биологии.
5.3 период внутриполитических возможностей
поскольку национальная политика постепенно смещается в сторону биопроизводства, индустрия синтетической биологии моей страны обретает новый импульс развития.
поддержка моей страной развития индустрии синтетической биологии началась сравнительно поздно. только в «13-м пятилетнем плане» было четко предложено ускорить развитие технологии синтетической биологии и способствовать инновациям и ее промышленному применению. «14-я пятилетка» биоэкономического развития. в плане часто упоминается синтетическая биология, что требует, чтобы эта технология рассматривалась как ключевая область технологических инноваций для содействия ее применению и трансформации в медицине, сельском хозяйстве, химической промышленности, энергетике и другие поля.
судя по ситуации с реализацией, ожидается, что центральные предприятия будут реализовывать соответствующую политику поддержки и станут важной движущей силой развития индустрии синтетической биологии в моей стране. фактически, в нынешних экономических условиях многие государственные предприятия активно стремятся к трансформации и пытаются избавиться от первоначальной бизнес-модели, в которой финансы и недвижимость являются основным доходом. в настоящее время наша страна активно способствует развитию экономики. новые производительные силы, синтетическая биология, естественно, стала важной отправной точкой трансформации этих предприятий. в настоящее время многие центральные предприятия все активнее участвуют в развитии отрасли синтетической биологии, создавая инвестиционные фонды и оказывая финансовую поддержку.
cathay biotech раскрыла план частного размещения в 2023 году, планируя увеличить сумму на 6,6 млрд юаней, чтобы представить china merchants group в качестве косвенного акционера. благодаря преимуществам капитала и ресурсов, предоставляемым последней, они совместно создадут строительную базу из композитных материалов на биологической основе. . компания заявила, что после достижения сотрудничества синтетические биологические продукты компании могут быть применены во многих отраслях промышленности, входящих в china merchants group. видно, что эта модель сотрудничества поможет компаниям, занимающимся синтетической биологией, быстро открыть рынок и оказать положительное влияние. по продвижению объема продукции.
5.4 быстрое развитие отечественных предприятий
зарубежная индустрия синтетической биологии развивалась раньше, и возник ряд ведущих компаний в этой отрасли. среди них amyris считается создателем мировой индустрии синтетической биологии. в 2007 году она успешно синтезировала фарнезен с использованием методов синтетической биологии с использованием сахарного тростника. в качестве сырья. считается, что фарнезен имеет широкие перспективы применения в области косметики, продуктов питания, энергетики и материалов.
genomatica — компания, занимающаяся синтетической биологией, специализирующаяся на использовании биотехнологий и метаболической инженерии для преобразования возобновляемого сырья в различные химические продукты. в 2008 году компания стала лидером в использовании синтетической биотехнологии для производства 1,4-бутандиола, создав прецедент замены биотехнологии традиционными химическими технологиями в области нефтехимической продукции.
кроме того, некоторые химические гиганты также предприняли первые попытки в области синтетической биологии и последовательно добились прорывов в промышленном производстве. с 2013 года компания dupont успешно реализует промышленное производство такого химического сырья, как 1,4-бутандиол и 1,3-пропандиол, с использованием биологических процессов; компания basf, как один из важных производителей химических промежуточных продуктов, разработала запатентованные штаммы, способные адаптироваться к различным условиям. сырья, в 2014 и 2017 годах соответственно успешно использовали методы синтетической биологии для промышленного производства янтарной кислоты, 1,4-бутандиола, γ-бутиролактона и других продуктов.
напротив, отечественные компании синтетической биологии поздно начали заниматься массовым химическим производством, но быстро развиваются. huaheng biological (688639.sh) — первая компания в мире, которая будет использовать микробную анаэробную ферментацию для производства продуктов l-аланина в больших масштабах. согласно проспекту компании, к 2023 году доля l-аланина на мировом рынке составит прыгнул наверх.
cathay biotech - еще одно представительное предприятие в области отечественной синтетической биологии. оно достигло технологических прорывов в индустриализации биометодов длинноцепочечных двухосновных кислот, пентандиамина биологического происхождения и полиамида биологического происхождения в 2003 и 2014 годах соответственно. ведущий поставщик на мировом рынке длинноцепочечных двухосновных кислот.
6. сельское хозяйство. наступило окно развития, и области селекции и кормов добиваются ведущего прогресса.
раньше люди энергично улучшали структуру растений и увеличивали использование фотосинтеза растений посредством крупномасштабной разработки синтетических и натуральных удобрений, оптимизации селекции и других стратегий для получения более высоких урожаев. однако традиционные сельскохозяйственные стратегии больше ориентированы на регулирование отдельных компонентов, что затрудняет достижение цели улучшения питания. это также приводит к высокой доле оксидов метана и азота в сельскохозяйственных выбросах, что не способствует охране окружающей среды.
с постепенным продвижением синтетической биологии в сельскохозяйственной сфере ее преимущества в сокращении использования удобрений, сокращении выбросов углекислого газа, усилении профилактики и контроля заболеваний, а также повышении эффективности роста становятся все более заметными.
6.1 рынок сельскохозяйственной синтетической биологии продолжает расширяться
согласно «белой книге индустрии синтетической биологии китая 2024», совместно выпущенной bcg (boston consulting) и b capital (boston investment), на международном уровне были предложены три ключевые технологии развития сельскохозяйственной синтетической биологии, а именно: продвижение искусственных фотосинтетических систем, системы азотфиксации и разработка и применение биологических технологий в стрессоустойчивых системах. эти три основных направления технологического развития также являются основными целями китая на этапе технологического скачка (2020-2025 гг.).
китай также планирует вступить в стадию промышленной чехарды с 2026 по 2030 год. искусственная азотфиксация и некоторые стрессоустойчивые сорта, ферментные препараты нового поколения и пестициды будут промышленно внедрены, а уровень исследований и разработок сельскохозяйственной синтетической биотехнологии войдет в число передовых в мире. ранги. с 2031 по 2035 год страна вступит в стадию общего скачка вперед, а исследования, разработки и индустриализация сельскохозяйственной синтетической биотехнологии в китае достигнут передового мирового уровня.
в «белой книге по применению синтетической биологии в сельском хозяйстве в 2023 году», опубликованной 35dou, будущей платформой сельскохозяйственных услуг, прогнозируется, что в период с 2025 по 2030 год размер рынка каждого сегмента синтетической биологии сельскохозяйственной продукции превысит 10 миллиардов юаней. среди них размер рынка инновационных продуктов питания и добавок является крупнейшим и, как ожидается, превысит 300 миллиардов юаней в 2025 году, размер рынка редактирования генов семян в области селекции животных и растений также достигнет 40 миллиардов юаней; питание животных и растений, здоровье животных и растений, инновационные материалы и сельскохозяйственные отходы. размер рынка использования ресурсов и других областей достигнет десятков миллиардов в 2025 году, в то время как области тестирования безопасности пищевых продуктов и сохранения зелени в настоящее время недостаточно развиты, но с поддержка технологических прорывов, политики и капитала, ожидается, что они будут быстро расти.
согласно прогнозным данным cb insights, по мере того, как синтетическая биология становится более широко используемой в различных областях и совершенствуются технологии, ожидается, что размер рынка индустрии синтетической биологии будет быстро расширяться и к 2027 году достигнет 38,7 миллиардов долларов сша. благодаря широкому спектру многообещающих применений, возникающих благодаря селекции животных и растений, генетическому тестированию dtc, косметическим продуктам на основе микробов и т. д., продукты питания, напитки и сельское хозяйство будут самыми быстрорастущими направлениями с ожидаемым совокупным годовым темпом роста. с 2022 по 2027 год – 45,4% и 56,4%.
6.2 ведущий прогресс в области применения в племенной, кормовой и других областях
с технической точки зрения применение синтетической биологии в сельском хозяйстве в настоящее время сосредоточено на микробной модификации и модификации растений и коммерциализировано в таких подразделах, как селекция, удобрения, кормовые добавки и пестициды.
если взять в качестве примера селекцию, то применения синтетической биологии в основном делятся на три категории: одна — повышение урожайности и качества за счет одомашнивания диких растений; другая — улучшение качества плодов, фиксации азота, устойчивости к насекомым и других модификаций производительности; в-третьих, использование синтетической биологии для стимулирования реакции карбоксилирования, улучшения использования световой энергии и уменьшения потерь фотодыхания.
по сравнению с традиционными технологиями селекции, использование технологии синтетической биологии для преобразования семян посредством высокоточного редактирования генов имеет очевидные преимущества в разработке новых сельскохозяйственных культур и развитии признаков, таких как четкие цели, более низкие затраты и более короткие затраты времени. по сравнению с трансгенной технологией, технология редактирования генов имеет более низкий порог, а технология редактирования генов имеет более высокую скорость размножения, более низкие инвестиционные затраты, и в области селекции можно разработать больше продуктов.
во всем мире редактирование генов широко используется в таких культурах, как рис, кукуруза, соевые бобы, пшеница и томаты. продукты редактирования генов, такие как восковая кукуруза, соевые бобы с высоким содержанием олеиновой кислоты, картофель, предотвращающий потемнение, томаты с высоким содержанием гамк и анти-потемнение. грибы подрумянивания были успешно запущены и продвинуты в сша, японии, великобритании и других странах.
china business news собрала общедоступную информацию и обнаружила, что многие селекционные компании, такие как dabeinong (002385.sz) и longping hi-tech (000998.sz), внедрили селекцию с редактированием генов. соответствующий человек из селекционной компании сказал, что селекционные компании моей страны по редактированию генов готовы к взлету и уже находятся на ведущем уровне с точки зрения технологий. хотя соответствующая внутренняя политика еще официально не либерализована, в январе 2022 года моя страна выпустила «руководство по оценке безопасности генно-отредактированных растений для сельскохозяйственного использования (испытания)», чтобы стандартизировать управление оценкой безопасности генно-отредактированных растений. министерство. министерства сельского хозяйства и сельских дел также интенсивный сбор мнений о технологии редактирования генов заложил политическую основу для следующего шага по полной либерализации рынка редактирования генов.
что касается удобрений, то объем сельскохозяйственного производства в значительной степени зависит от широкого использования химических удобрений. одновременно с увеличением урожайности это серьезно угрожает устойчивому развитию сельского хозяйства. в последние годы отечественные и зарубежные исследователи обратились к биологическим путям азотфиксации, обеспечению источников азота для сельскохозяйственных культур путем создания искусственных и эффективных азотфиксирующих систем растений, частичной замены или значительного сокращения использования химических азотных удобрений, а также создания новых область азотфиксирующей синтетической биологии.
если взять в качестве примера азотфиксирующие бактерии, то, по словам ответственного за пекинскую биологию зеленого азота, исходные местные азотфиксирующие штаммы имеют естественные дефекты, низкую эффективность азотфиксации, плохую адаптацию к окружающей среде и чувствительность к почвенному азоту. функция азотфиксации не может быть эффективно реализована, что приводит к полевым испытаниям. эффект нестабильен. благодаря трансформации синтетической биологии (редактированию генов) можно преодолеть ограничения азотфиксирующих бактерий, увеличивая их адаптацию к окружающей среде и обеспечение стабильности их функций.
что касается кормовых добавок, по словам чжоу ша, главного аналитика отрасли сельского хозяйства, лесного хозяйства, животноводства и рыболовства компании west china securities, с точки зрения племенной отрасли протеин является важным кормовым сырьем, а соевый шрот – основное белковое сырье в нынешней кормовой промышленности. поскольку соевые бобы в моей стране уже давно зависят от импорта, добавление соевого шрота в корм оказывает большее влияние. на раннем этапе страна ввела ряд мер по содействию увеличению производства сои в моей стране и опубликовала «трехлетний план действий по сокращению и замене кормового соевого шрота», чтобы сократить добавление соевого шрота в корма. в будущем недорогая замена синтетического белка станет важным способом решения проблемы добавления белка в корма. ожидается, что это еще больше снизит затраты на разведение.
что касается пестицидов, технология синтетической биологии может расширить возможности производства экологически чистых биопестицидов. наряду с прорывом в таких основных технологиях, как новые мишени для экологически чистых пестицидов и молекулярный дизайн, создание индукторов иммунитета растений и синтетическая биология биопестицидов, она также может использовать интеллектуальные производственные платформы синтетической биологии. создание ключевых технологий для индустриализации зеленых пестицидов и эффективных технологий их применения, а также разработка новых пестицидов из биоисточников сформировали тенденцию. кроме того, синтетическая биология также может быть использована для создания фотоавтотрофной платформы, которая может охватить многие отрасли и оставляет огромный простор для воображения.
6.3 отечественные предприятия изучают инновационные приложения
для промышленности синтетическая биология приведет к «революции творчества», которая разрушит традиционные методы производства, одновременно сокращая потребление энергии и выбросы углекислого газа. ожидается, что для предприятий этот метод «созидания» еще больше увеличит экономическое преимущество компании. на внутреннем рынке группа ведущих компаний уделяет особое внимание здоровью и питанию животных и растений, использует синтетическую биологию для создания технологических платформ и постоянно изучает возможности применения технологических инноваций в коммерческой сфере.
в апреле 2023 года компания shandong shunfeng biotechnology co., ltd. получила первый в моей стране сертификат биобезопасности редактирования генов в сельском хозяйстве (сертификат безопасности сои с высоким содержанием олеиновой кислоты), сделав важный шаг в развитии отечественного редактирования генов растений от лаборатории до индустриализации. в январе 2024 года соевые бобы «длинного детства», разработанные компанией shunfeng biotechnology, снова получили сертификат безопасности редактирования генов растений.
компания beijing green nitrogen biotechnology co., ltd. фокусируется на потребностях национального сельскохозяйственного производства и стремится содействовать индустриализации технологии синтетической биологической фиксации азота. по словам ответственного за биотехнологию зеленого азота, компания первой разработала теорию направленной микроэкологии (directed micro-ecology/dme) и ее прикладную систему, основанную на высокопроизводительном скрининге, синтетической биологии, технологиях машинного обучения и компьютерного моделирования. и выпустил портативные азотфиксирующие бактерии. культуральный бокс (dme-05) и специальная культуральная машина для азотфиксирующих бактерий могут осуществлять одноэтапную ферментацию и культивирование на месте и достигать увеличения> 500 миллионов и 1-2. миллиардов кое/мл соответственно в течение 20 часов. в настоящее время этот культурный продукт апробируется в университетах, колледжах и семеноводческих компаниях для проведения полевых испытаний. в будущем он будет активно участвовать в проекте государственных закупок азотфиксирующих бактерий. планируется завершить размещение на рынке в течение двух лет. и ожидается, что операционная прибыль составит более 10 миллионов юаней.
на рынке a-доли также есть много компаний, изучающих применение синтетической биологии в сельскохозяйственной сфере.
компания ripu biotechnology (300119.sz) в 2023 году инвестировала 20 миллионов юаней в совместное создание тяньцзиньского национального инновационного центра синтетической биотехнологии co., ltd. с тяньцзиньским институтом промышленной биотехнологии китайской академии наук и другими предприятиями и учреждениями с целью решения ключевых проблем. исследования и разработки с применением биосинтетических технологий. ветеринарные вакцины, такие как вакцины на основе нуклеиновых кислот и вакцины на основе рекомбинантных белков, биологические препараты, такие как ферментные препараты и пребиотики, а также ветеринарные антибиотики, кормовые добавки и т. д. по данным интерактивной платформы компании, новый витаминный продукт для кормов для животных, разработанный совместно с тяньцзиньским институтом академии наук китая, вступил в стадию проверки.
согласно исследовательскому отчету west china securities, общий объем производства промышленных кормов в стране превысит 300 миллионов тонн в 2023 году, и существует огромное пространство для кормового белка, кроме того, синтетические биосинтетические белки также могут использоваться в пищевой промышленности; , с широким спектром сценариев применения. в будущем, после того как проект rip biotech по «крупномасштабному производству микробного белка» будет запущен в массовое производство белка, ожидается, что он принесет компании новые доходы и прибыль.
born group (001366.sz) ранее заявила на интерактивной платформе, что в 2023 году компания получит награду от ключевой лаборатории биотехнологии синтеза кормов министерства сельского хозяйства и сельских дел. биотехнология синтеза кормовых аминокислот и витаминов является одним из ключевых направлений исследований и разработок. благодаря этим научно-исследовательским работам компания обладает уникальными уникальными технологиями, такими как эффективное питание oen, модель чистого разведения двухкислотных соединений борна, технология частичной биологической ферментации борна. технология добавок кальция и активно занимающаяся питанием молодняка, она разработала такие продукты, как sff happy meal (bonn ttt + sff nursery feed), боннский корм для кур-несушек и другие продукты. данные показывают, что в 2023 году выручка компании от продукции с использованием технологии биологической ферментации будет составлять примерно 60% операционной выручки компании.
fubon co., ltd. (300387.sz) занимается производством биоудобрений и азотфиксации трав, биопестицидов и борьбы с галловыми нематодами, повышения урожайности и зеленых насаждений. в будущем компания будет активно использовать технологию редактирования генов crispr, гомологичную рекомбинацию и другие технологии, а также молекулярную биологию, синтетическую биологию и другие методы, чтобы продолжать проводить исследования, разработки и технологические инновации в области биологического сельского хозяйства. для достижения зеленой защиты окружающей среды, снижения выбросов углекислого газа и защиты окружающей среды мы стремимся достичь целей повышения эффективности, качества и производства.
что касается производства l-глюфосината аммония, компания limin co., ltd. (002734.sz) берет за основу технологию синтетической биологии, использует клетки и их компоненты для обработки материалов и объединяет теории и методы, такие как инженерия, химия. и физика, могут достичь почти 100% степени конверсии и отсутствия промежуточных остатков, действительно обеспечивая повышение эффективности и сокращение количества пестицидов, а также снижение выбросов углерода в производственном процессе. компания заявила, что синтетическая биология предоставляет неограниченные возможности для исследований и разработки новых биопестицидов. техническая группа компании может создавать новые биологически активные вещества или улучшать существующие инсектицидные гены с помощью технологии редактирования генов, что позволяет обнаружить новые соединения-кандидаты. разработать более эффективные и безопасные биопестициды.
azure biotechnology (603739.sh) также создала инновационную лабораторию синтетических биотехнологий, которая в основном используется для разработки функциональных белков для кормов, подсластителей для пищевых продуктов и т. д. по словам инсайдеров компании, у лаборатории есть в запасе несколько исследовательских и опытно-конструкторских проектов. она все еще находится на ранней стадии лабораторных исследований и разработок штаммов, и до крупномасштабного усиления еще далеко. еще есть условия для индустриализации.
7. энергетика. будущая энергетическая стратегия станет полем битвы, но до индустриализации еще далеко.
синтетическая биоэнергетика — это энергетический продукт, производимый с использованием искусственно созданных синтетических организмов с использованием ресурсов отходов сельского хозяйства и лесного хозяйства, городских органических отходов и даже синтез-газа и co2 в качестве сырья, который отвечает требованиям развития низкоуглеродных технологий и защиты окружающей среды.
синтетическая биоэнергетика включает в себя различные виды продуктов, такие как биоэтанол, биодизель, высшие спирты, биогаз (метан), биоводород и биоэлектричество.
по сравнению с ископаемой энергией, синтетическое сырье для производства биоэнергии в основном поступает из возобновляемых ресурсов биомассы, а сжигание co2 не только не увеличивает выбросы, но может даже снизить чистые выбросы парниковых газов. развитие синтетической биоэнергетики имеет большое значение для обеспечения энергетической безопасности, улучшения экологической среды и содействия достижению цели «двойного углерода». оно стало стратегической областью глобальной «энергетики будущего».
7.1 масштабы мирового рынка биоэнергетики растут с каждым годом
в середине-конце 19 века биогаз и биоэтанол стали производиться в промышленном масштабе. тогда разразившийся в 1870-х годах нефтяной кризис вызвал широкое внимание к развитию биоэнергетики, что объективно ускорило научные исследования и промышленное применение различных видов биоэнергетики.
с 2000 года, когда глобальное внимание уделялось устойчивому развитию, постепенно возникла и развивалась синтетическая биология, включая новое поколение синтетических биоэнергетических технологий, включая целлюлозный этанол, высшие спирты, алифатические углеводороды, биогаз, биоводород и биоэлектричество. постепенное развитие придало новый импульс. в расширение рыночного пространства биоэнергетики.
согласно данным, опубликованным международным агентством по возобновляемым источникам энергии (irena), мировой рынок энергии из биомассы рос в среднем на 4,6% в период с 2014 по 2019 год и, как ожидается, достигнет 500 миллиардов долларов сша в 2025 году, из которых энергия биомассы будет приходиться на долю ожидается, что рынок биотоплива будет расти самыми высокими темпами. согласно статистическим данным, приведенным china international finance securities, ожидается, что к 2024 году мировой рынок биотоплива превысит 120 миллиардов долларов сша, а среднегодовые темпы роста отрасли достигнут 5,4% в период с 2021 по 2030 год.
7.2 синтетическая биоэнергетика прошла через три поколения инноваций
с точки зрения технологической итерации синтетическая биоэнергетика претерпела три поколения инноваций. первое поколение в основном использует растительное масло, отходы кулинарного масла и т. д. в качестве сырья для синтеза биотоплива; сырье второго поколения превращается в непищевую биомассу, включая зерновую солому, жом сахарного тростника и т. д.; атмосфера как сырье для микробного использования и производства топлива и химикатов. в настоящее время биосинтез третьего поколения достиг предварительного прогресса.
если взять в качестве примера биоэтанол, первое поколение биоэтанола использует сахар/крахмал в качестве сырья и достигло крупномасштабного коммерческого производства по всему миру. наиболее популярными являются сша (в основном производство кукурузы) и бразилия (в основном производство сахарного тростника). на долю двух основных стран-производителей приходится около 80% мирового производства. биоэтанол второго поколения использует в качестве сырья сельскохозяйственные отходы и лигноцеллюлозные материалы. благодаря передовым биотехнологиям, таким как синтетическая биология, страны по всему миру последовательно реализуют демонстрационные проекты по производству целлюлозного топливного этанола. третье поколение биоэтанола использует микроводоросли в качестве сырья и все еще находится на стадии выращивания. многие энергетические компании ускоряют свои исследования и разработки. например, энергетический гигант total energy и veolia объединяют усилия для продвижения технологии выращивания микроводорослей с помощью углерода. диоксид исследования.
биодизельное топливо представляет собой разновидность метиловых эфиров длинноцепочечных жирных кислот (fame)/этиловых эфиров (faee), получаемых путем переэтерификации масел и жиров из растительных, животных или микробных источников и спиртов с короткой цепью (метанола и этанола). еще в 1930-х годах люди пытались использовать растительное масло для приготовления биодизеля. по сравнению с химическим катализом условия реакции ферментативной переэтерификации являются мягкими, экологически чистыми и позволяют легко отделять побочные продукты, такие как глицерин. это тенденция развития экологически чистой химической промышленности. в последние годы метаболическая инженерия для производства биодизеля на основе escherichia coli и дрожжей также достигла определенного прогресса. эффективность синтеза биодизеля с использованием экзогенно добавляемых или эндогенно синтезированных жирных кислот и этанола в качестве сырья постоянно повышается.
производство биодизельного топлива с использованием цельных клеток микроорганизмов также более привлекательно с точки зрения экономической эффективности. сообщается, что исследователи индийского национального института науки (inrs) разработали новый метод производства биодизеля с использованием микроорганизмов, осадка сточных вод и побочных продуктов биотоплива, который позволяет снизить производственные затраты до 0,72 доллара сша/л (цена традиционного производства). процессы примерно 6,78 долларов сша/л). кроме того, для синтеза биодизеля de novo микробными клетками можно использовать разнообразное сырье, включая источники углерода глюкозы, глицерин, ксилозу, гидролизаты рисовой соломы, отработанные масла и даже лигноцеллюлозную биомассу.
что касается водородной энергетики, то в контексте трансформации зеленой энергетики и цели «двойного углерода» традиционные методы производства водорода, такие как производство водорода из ископаемого топлива и производство водорода из побочных промышленных продуктов, могут использоваться только в качестве переходных технических средств для получения водорода. производство из-за их неустойчивости технология «зеленого водорода», представленная водородом, считается одним из лучших способов развития зеленой водородной энергетики в будущем. преобразуя инженерные бактерии с помощью синтетической биотехнологии и оптимизируя управление процессом, можно значительно повысить эффективность производства биологического водорода.
кроме того, благодаря синтетической биологии, крупные прорывы были достигнуты в разработке бфв (биофотовольтаики). путем проектирования, трансформации и оптимизации на генетическом уровне, уровне окружающей среды и устройства исследователи создали синтетический микробиом (двойные бактерии, четыре бактерии и т. д.), который эффективно улучшил выработку электрической энергии системой bpv.
например, максимальная плотность мощности двухбактериальной системы bpv, созданной чжу хуавей и командой ли инь в институте микробиологии китайской академии наук, более чем в 10 раз выше, чем у однобактериальной системы bpv, и может стабильно производить электроэнергию в течение более 40 дней; максимальная плотность мощности четырехбактериальной системы bpv может достигать 1700 мвт/м2, что позволило преодолеть давнюю техническую проблему низкой эффективности и короткого срока службы bpv, заложив важную основу для дальнейшего развития. содействие развитию и использованию bpv.
чжу хуавей и другие заявили в исследовательской статье, что расширение синтетической биологии в направлении микробиома и материаловедения, как ожидается, поможет разработать более разнообразные и эффективные системы bpv. в частности, синтетические биофотоэлектрические системы микробиома показали выдающиеся характеристики с точки зрения удельной мощности. и стабильность системы. больший потенциал развития. теоретически, пока первичный энергоноситель может продолжать регенерироваться, синтетический микробиом может продолжать производить электричество. чем больше поток энергоносителя, тем выше выходная мощность. в настоящее время синтетические микробиомы все еще страдают от таких проблем, как низкий поток носителей энергии и недостаточная способность устойчивого синтеза. в будущем нам предстоит усилить скорость синтеза энергоносителей, решить проблему метаболического застоя, вызванного физиологической регуляцией клеток, и разработать ключевые технологии непрерывного синтеза энергоносителей.
вообще говоря, синтетическая биотехнология достигла революционных прорывов в преобразовании и использовании биомассы, разработке и оптимизации клеточных фабрик и биокатализаторов, а также в разработке и строительстве новых путей преобразования энергии, обеспечивая решения для эффективной подготовки и производства биоэнергии. означает.
7.3 до индустриализации еще далеко, но тенденция очевидна
от сырья к технологии и продукции – никакая связь не может существовать изолированно. таким образом, ключом к оценке зрелости отрасли является главным образом определение того, соединила ли она верхние и нижние части цепочки поставок и сформировала ли она полную производственную цепочку. в нынешней цепочке поставок биоэнергетики ни предложение сырьевых ресурсов верхнего уровня, ни промышленный спрос нижнего уровня еще не созрели.
«китайская стратегия развития синтетической биологии до 2035 года» предполагает, что синтетическая биоэнергетика сталкивается с противоречием между высокими производственными затратами и низкой стоимостью продукции, а также с противоречием между огромным рыночным спросом и низкой технологической зрелостью. эти два противоречия являются нынешними противоречиями синтетической биологии. узким местом в разработке и промышленном применении энергетических технологий. поэтому необходимо изучить оптимизацию процесса биологической ферментации, интеллектуальный контроль ферментации, разделение и очистку продуктов ферментации и т. д., чтобы добиться эффективного и недорогого производства синтетической биоэнергии, тем самым получив преимущество в конкуренции с нефтехимической энергетикой.
ван циньхун, заместитель директора тяньцзиньского института промышленной биотехнологии китайской академии наук, предположил, что в будущем необходимо сделать приоритетными следующие пять направлений: проектирование и строительство комплексных систем биопереработки целлюлозного биотоплива, получение биотоплива с использованием искусственной биологической конверсии. системы углекислых газов и эффективный биометан проектирование и строительство трансформируемых многоячеечных систем, проектирование и сборка эффективных систем производства биологического водорода, а также создание портативных и имплантируемых систем биотопливных элементов.
ван циньхун считает, что для реализации промышленного освоения биологических ресурсов в будущем, с одной стороны, необходимо усилить исследования в области технологии сырья биоэнергетики, повысить эффективность преобразования и сформировать крупномасштабные промышленные преимущества; с другой стороны, также необходимо создать комплексную бизнес-модель для транзакций.
7.4 продолжать изучать возможности внедрения приложений внутри страны и за рубежом
можно сказать, что компании, занимающиеся синтетической биологией, занимающиеся энергетикой, относятся к категории с наибольшими взлетами и падениями во всей отрасли. они пережили раннюю славу, но также пережили моменты, когда отраслевой пузырь лопнул и большое количество компаний «умерло».
здесь я должен упомянуть уроки амириса, создателя синтетической биологии. amyris была основана в 2003 году, ее штаб-квартира находится в калифорнии, сша. после успешного использования микроорганизмов для синтеза артемизиновой кислоты компания обратила внимание на использование генно-инженерных бактерий для преобразования сахара в масло.
цель амириса — создать бактерию, которая превращает сок сахарного тростника в фарнезен (c15h24). после простой химической стадии (гидрирования) фарнезен можно превратить в легковоспламеняющееся топливо с почти теми же характеристиками, что и дизельное топливо. в отличие от ископаемого топлива, он не выделяет отходящих газов, которые загрязняют окружающую среду при сжигании. это настоящая зеленая энергия. технология получила поддержку фонда гейтса и привлекла внимание венчурного капитала кремниевой долины. в 2010 году amyris успешно разместилась на nasdaq.
однако переход от лаборатории к крупномасштабному производству сопряжен с трудностями. амирис открыла завод в бразилии, но столкнулась с проблемами гибели дрожжевых клеток и недостаточной степенью конверсии во время массового производства. хотя биотопливо amyris технически осуществимо, после 2011 года революция сланцевой нефти в сша и цены на нефть упали. напротив, высокая стоимость биотоплива затруднила путь к коммерциализации и, в конечном итоге, не позволила достичь цели. впоследствии, хотя amyris продолжала добиваться трансформации направления производства, ей так и не удалось восстановить спад, и в августе 2023 года она подала заявление о банкротстве.
что касается использования водорослей для производства биоэнергии, представительной компанией является компания lanzatech из сша. компания в основном использует микроорганизмы для преобразования отходящих газов, таких как углекислый газ или метан, в топливо и химические вещества. на внутреннем рынке lanzatech и shougang group совместно создали shougang lanza, которая органично сочетает в себе независимо разработанную синтетическую биологию с технологией ccus для прямого преобразования углеродсодержащих промышленных выхлопных газов в ценные продукты, такие как биоэтанол и микробный белок. shougang langze — первая компания в мире, производящая кормовой белок и топливный этанол из выхлопных газов металлургической промышленности. в настоящее время введены в эксплуатацию 4 проекта мощностью по производству этанола 210 000 тонн/год и мощностью по производству кормового белка. 25 000 тонн/год.
по сравнению с прямым сжиганием промышленных выхлопных газов технология первого поколения shougang langze может сократить выбросы углекислого газа более чем на 33%, а выбросы оксидов азота - более чем на 90%, технология второго поколения может обеспечить нулевые выбросы углекислого газа и напрямую потреблять 0,5 тонны; углекислого газа на тонну этанола. по сравнению с производством энергии путем сжигания, экономическая ценность того же сырого газа более чем в два раза превышает стоимость производства электроэнергии.
годовой отчет cofco science and technology за 2023 год (000930.sz) показывает, что компания построила линию по производству топливного этанола на основе кукурузного топливного этанола и гибко использует маниоку, несъедобный рис, пшеницу и другое сырье. она построила и продолжает строить. оптимизация производства этанола из целлюлозного топлива. пилотная линия имеет технические резервы по производству этанола из незерновой биомассы.
высшие спирты можно смешивать в больших объемах, чем этанол, но промышленное производство большинства биоспиртов еще предстоит развивать. среди них butamax (совместное предприятие bp и dupont) и gevo начали коммерциализировать биопроизводство изобутанола.
конечно, университеты/исследовательские институты по-прежнему являются основной силой в исследованиях и применении синтетической биоэнергетики.
например, команда академика жэнь наньци из китайской инженерной академии впервые разработала «технологию ферментационного производства биологического водорода» и ускорила снижение затрат и повышение эффективности производства биологического водорода за счет культивирования новых родов высокоэффективных бактерий, производящих водород, и проведения производства. масштабные испытания, постепенно продвигающие внедрение технологии производства биологического водорода темной ферментации в китай. опираясь на последние результаты научных исследований его команды, первый в стране комплексный проект по производству биоводорода и выработке электроэнергии начнет опытную эксплуатацию в харбине в феврале 2023 года. в этом проекте в качестве субстратов для ферментации используются солома, кухонные отходы, органические сточные воды и т. д., а в качестве производителей — эффективные анаэробные бактерии, производящие водород. он реализует восстановление большого количества чистого энергетического водорода при переработке отходов и эффективно способствует разработке биологического водорода. технология производства. демонстрация, продвижение и промышленное применение.
8. синтетическая биология + ии: движимые инновациями, в обоих направлениях
в последние годы индустрия синтетической биологии быстро развивалась, а темпы технологических инноваций и изучения бизнес-моделей также продолжали ускоряться. среди них интеграция синтетической биологии и технологий искусственного интеллекта постепенно стала новой тенденцией. от ведущей мировой компании ginkgo до ведущей отечественной компании cathay biotechnology, внедрение технологии искусственного интеллекта становится новой темой для все большего числа компаний, занимающихся синтетической биологией.
ии+синтетическая биология, какие искры возникнут в результате столкновения этих двух передовых дисциплин? как технология искусственного интеллекта расширит возможности компаний, занимающихся синтетической биологией, и даже создаст новые форматы бизнеса?
8.1 комплексное развитие искусственного интеллекта и синтетической биологии ускоряется
это также быстро развивающаяся передовая область, и тенденция комплексного развития технологий искусственного интеллекта и синтетической биологии становится все более очевидной.
в феврале 2024 года ginkgo, одна из ведущих мировых компаний в области синтетической биологии, объявила о приобретении двух стартапов по разработке лекарств на основе искусственного интеллекта: reverie labs и patch biosciences. в это время рыночная стоимость гинкго значительно упала из-за сомнений в том, что «отсутствует основная технология», упав почти на 90% от своего пика. после ряда попыток приобретение компаний, занимающихся искусственным интеллектом, рассматривается как один из важных способов восполнить недостаток основных технологий и недостатков продуктов.
ginkgo — не первая компания, занимающаяся синтетической биологией, которая приобрела компанию, занимающуюся искусственным интеллектом. до этого ведущие компании в области синтетической биологии, такие как amyris и twist bioscience, имели аналогичные планы.
среди отечественных компаний cathay biotech в начале 2023 года инвестировала в компанию molecular heart, занимающуюся разработкой платформы искусственного интеллекта для белков, и с тех пор начала серию проектов сотрудничества. лю сюкай, основатель cathay biotechnology, неоднократно заявлял, что технология искусственного интеллекта сыграет положительную роль в области синтетической биологии.
помимо инвестиций, слияний и поглощений, также расширяется сотрудничество между компаниями, занимающимися синтетической биологией, и компаниями, занимающимися искусственным интеллектом. в июле компания, специализирующаяся на минералах и материалах, и компания lavie bio, специализирующаяся на минералах и материалах, и компания lavie bio объявили, что их сотрудничество в области биостимуляторов достигло важной вехи и что они будут и дальше использовать технологию искусственного интеллекта для содействия разработке синтетических биологических продуктов. на внутреннем рынке компания trianning biotechnology подписала в этом году соглашение о стратегическом сотрудничестве с jinjue technology. обе стороны планируют использовать искусственный интеллект для оказания помощи в исследованиях и разработках в области синтетической биологии, а также совместно разрабатывать новые продукты. компания luculent environment объявила в июле о подписании трехстороннего соглашения; соглашение сторон о сотрудничестве с huawei cloud и isoftstone соглашение о совместном развитии сотрудничества в области биоинтеллектуального производства, искусственного интеллекта, цифровых двойников и других областях.
«начиная с самой индустрии синтетической биологии, спрос на технологии искусственного интеллекта является неизбежным результатом», — ван мэйцзе, председатель yuanxing intelligent medicine, заявил в интервью china business news, что сочетание технологий искусственного интеллекта и синтетической биологии является общей тенденцией. «пока данные генерируются, любая отрасль в конечном итоге будет нуждаться в поддержке технологий искусственного интеллекта. основная логика синтетической биологии заключается в использовании таких технологий, как редактирование генов, для поиска нового сырья и новых производственных процессов. в процессе непрерывных попыток». , будет сгенерировано большое количество экспериментальных данных, а обработка огромных данных неизбежно создаст спрос на технологию искусственного интеллекта». yuanxing intelligent medicine — разработчик метаболических лекарств, который специализируется на сочетании искусственного интеллекта с науками о жизни.
использование технологии искусственного интеллекта для прогнозирования функции спроектированной структуры белка может значительно повысить эффективность проектирования белков и снизить затраты на исследования и разработки. это лишь одна из многих ролей, которые технология искусственного интеллекта играет в области синтетической биологии. ван мэйцзе сообщил, что технология искусственного интеллекта в настоящее время помогает компаниям, занимающимся синтетической биологией, разрабатывать новые молекулярные структуры или новые планы исследований и разработок, помогает понять механизм целевого действия, разрабатывать ферменты и другие катализаторы, а также помогает завершить редактирование генов или скрининг бактериального сообщества. и это еще не все. простор для развития. «alphafold, который используется для предсказания структуры белков, обновлен до третьего поколения. развитие этой технологической платформы напрямую способствует прогрессу в разработке белков, особенно оптимизации конструкции ферментов, что еще больше улучшает производство синтетической биологии. и ферментации.» это наиболее интуитивный пример использования технологии искусственного интеллекта, способствующей развитию индустрии синтетической биологии».
с другой стороны, экспериментальные данные, полученные в результате большого количества экспериментов по синтетической биологии, могут способствовать дальнейшему обновлению и итерации моделей ии в вертикальных областях, тем самым еще больше углубляя понимание технологии синтетической биологии. «в долгосрочной перспективе технология ии будет способствовать этому. определенно получат распространение во всей области синтетической биологии». обширное и глубокое применение», — сказал ван мэйцзе.
8.2 инновации — движущая сила быстрого развития искусственного интеллекта и синтетической биологии
на данном этапе применение технологий искусственного интеллекта в области синтетической биологии направлено главным образом на повышение эффективности исследований и разработок и снижение затрат, чтобы продолжать снижать цены на продукты синтетической биологии и повышать рыночную конкурентоспособность. однако результаты существенны. структурные инновации все еще весьма ограничены.
ван мэйцзе считает, что основная причина этого явления заключается в том, что в прошлом идеи исследований и разработок продуктов компаний, занимающихся синтетической биологией, линейно продвигались от исходной технологии к последующим приложениям, и только после завершения разработки продукта они пошли искать рынок. это отличается от первоначального мышления компаний, занимающихся синтетической биологией. цели развития противоречат друг другу. биологические компании должны иметь это».
она сказала, что причина, по которой невозможно удовлетворить потребности последующих приложений, заключается в том, что невозможно спроектировать материальную структуру, отвечающую потребностям, опираясь на логику человеческого мышления и инновационные возможности, и это болевая точка, которую может решить технология искусственного интеллекта. нарезать. «благодаря огромным данным и более мощной вычислительной мощности технология искусственного интеллекта может создать больше возможностей для решения проблем. это основной сценарий применения технологии искусственного интеллекта в области синтетической биологии».
компания cathay biotechnology, которая ранее представила технологию искусственного интеллекта, возлагает большие надежды на роль искусственного интеллекта в области инноваций в области синтетической биологии. «хотя технология редактирования генов продолжает развиваться, серьезного прорыва в общей парадигме исследований и разработок синтетической биологии не произошло. мы надеемся использовать результаты прогнозирования технологии искусственного интеллекта для преобразования белковых структур, тем самым значительно прорывая оригинальные исследования и разработки. модели и достижения лучшего эффекта от продуктов и более высокого коэффициента конверсии». чжэн цянь, директор по стратегическому развитию компании, сказал, что в будущем cathay biotech увеличит свои усилия в области технологий искусственного интеллекта. «идеальная ситуация — использовать технологию искусственного интеллекта для предсказать структуру белка в соответствии с реальными условиями. необходимость обратной настройки желаемой структуры белка».
с точки зрения конкретных приложений, среди многих текущих областей применения синтетической биологии, косметическая промышленность имеет более высокий спрос на инновации в сырье, обеспечивая лучшую почву для развития технологии синтетической биологии ai +.
благодаря постоянному совершенствованию потребительской мощности и концепций потребления персонализированный спрос на косметические продукты продолжает расти. «но в процессе сотрудничества с клиентами мы обнаружили, что будь то бренд или компания, занимающаяся синтетической биологией. отсутствует понимание потребностей пользователей. знаний по-прежнему недостаточно, а также отсутствуют глубокие биологические исследования некоторых синтетических биологических материалов, таких как прыщи, выпадение волос, перхоть и т. д., и они есть. нет хороших продуктов для решения многих практических задач».
потребность в постоянной обратной связи вынуждает компании, занимающиеся синтетической биологией, увеличивать свои усилия в области исследований, разработок и инноваций в области косметического сырья, что также создает огромные возможности для внедрения технологий искусственного интеллекта.
«на данном этапе компании, занимающиеся исследованиями и разработками в области синтетической биологии, больше внимания уделяют инновациям в процессах, но понимание функций, эффективности и механизмов действия сырья неясно». можно помочь компаниям, занимающимся синтетической биологией. лучше открывать новое сырье, понимать механизмы действия и проверять продукты, чтобы быстрее реагировать на потребности потребителей.
8.3 закономерности и барьеры искусственного интеллекта + синтетических организмов
в настоящее время существует две модели объединения искусственного интеллекта и синтетической биологии. одна из них возглавляется компаниями, занимающимися синтетической биологией, такими как ginkgo или отечественная cathay biotechnology. ведущие компании, занимающиеся синтетической биологией, внедряют технологию искусственного интеллекта посредством сотрудничества или слияний и поглощений в процессе исследований и разработок. такие компании больше внимания уделяют использованию технологий искусственного интеллекта для решения ряда практических проблем, возникающих в процессе исследований, разработок и инноваций в области синтетической биологии.
другую возглавляют компании, занимающиеся технологиями искусственного интеллекта, такие как molecular heart, yuanxing intelligent medicine и другие технологические компании, основанные на искусственном интеллекте. эти компании стремятся полагаться на свои собственные технологии искусственного интеллекта для повышения эффективности исследований и разработок и производительности продуктов в области синтетических технологий. биологии и обеспечения сотрудничества с внешними службами. в то же время, с помощью профессионального опыта, технологий, накопления данных и других преимуществ, мы можем добиться крупных инноваций в области синтетических биологических материалов.
ван мэйцзе сказал, что по сравнению с традиционными компаниями, занимающимися синтетической биологией, компании, управляемые искусственным интеллектом, имеют больше преимуществ в исследованиях и понимании биологических механизмов, «накоплении междисциплинарных профессиональных знаний, опыте ниокр и данных ниокр, накопленных в непрерывном процессе ниокр, особенно постоянное накопление технологических патентов в области дизайна белков является важным фактором для компаний, занимающихся искусственным интеллектом в области применения синтетической биологии. ряд продуктов, разработанных на их основе, составляют наиболее важную конкурентоспособность компаний, занимающихся искусственным интеллектом.
однако, как и применение технологии ии в области биофармацевтики, применение технологии ии в области синтетической биологии также сталкивается с проблемой, заключающейся в отсутствии масштабной проверки эффективности ее результатов. до сих пор ни одна компания не сообщила о том, что новые материалы, разработанные с помощью технологии искусственного интеллекта, были запущены в коммерческое производство и продажу.
«в процессе сотрудничества с ии-компаниями некоторые результаты нас очень впечатляют, но какую роль в этом играют технологии ии, и есть ли какие-то случайные факторы, еще предстоит проверить путем непрерывных попыток наконец получить «однозначно». чжэн цянь сказал, что в процессе внедрения технологии искусственного интеллекта компания cathay biotechnology все еще пытается пересечь реку: «мы знаем, что технология искусственного интеллекта полезна, но ее полезность требует постоянного наблюдения».
9. панорамный обзор инвестиций в отрасль синтетической биологии
9.1 крупнейшие отечественные компании в области синтетической биологии
9.2 оценка крупнейших отечественных компаний синтетической биологии
ссылки на этот отчет
[1] исследование стратегии развития китайских дисциплин и пограничных областей (2021-2035), проектная группа, «стратегия развития китайской синтетической биологии до 2035 года».
[2] исследовательская группа по стратегии развития синтетической биологии отделения синтетической биологии китайского общества биоинженерии, «дорожная карта синтетической биологии до 2030 года: двигатель следующего поколения биопроизводства».
[3] bcg, b capital, «белая книга китайской индустрии синтетической биологии до 2024 года».
[4] 35 доу, «белая книга 2023 года по применению синтетической биологии в сельском хозяйстве и продовольствии»
[5] «состояние развития и тенденции синтетической биоэнергетики» (чжан юаньюань, ван циньхун)
[6] «биофотовольтаика: экологически чистая новая технология использования солнечной энергии» (чжу хуавей, ли инь)
описание данных
данные｜кейс｜источник мнений
если не указано иное, данные и содержание отчета взяты из исследований, интервью и публичной информации china business network.
заявление об авторских правах
авторские права на все содержимое и дизайн страниц настоящего отчета (включая, помимо прочего, текст, изображения, диаграммы, логотипы, логотипы, товарные знаки, торговые наименования и т. д.) принадлежат shanghai first financial media co., ltd. (далее именуемой как «наша компания»). без письменного разрешения нашей компании ни одно подразделение или физическое лицо не имеет права копировать, воспроизводить, изменять или отображать любую часть или все содержание настоящего отчета и не может быть предоставлено третьим лицам в любой форме; любое подразделение или физическое лицо, нарушающее вышеуказанные положения, считается нарушением прав интеллектуальной собственности нашей компании. наша компания будет нести юридическую ответственность и привлекать нарушителя к ответственности за компенсацию в соответствии с реальной ситуацией.
отказ от ответственности
содержание, информация и соответствующие источники данных, содержащиеся в этом отчете, считаются решением автора на день первоначальной публикации, и нет никакой гарантии, что содержание и мнения в этом отчете не изменятся в будущем. мы стремимся к точности и полноте информации, содержащейся в данном отчете, но не гарантируем ее. мнения и информация, выраженные в отчете, ни при каких обстоятельствах не являются инвестиционными рекомендациями для кого-либо. при любых обстоятельствах любое лицо несет единоличную ответственность за последствия, возникшие в результате использования содержания настоящего отчета.
(эта статья взята из china business news)
