合成生物学发展及应用现状如何？

下面我来简单介绍一下合成生物学发展及应用现状。

1.白黑箱双重模式助力 合成生物理性设计能力加速突破

合成生物学深度融合了分子和细胞生物学、工程学、生物化学和信息技术等 多个领域的尖端技术，通过工程化的方法编码基因、改造生物，构建并重构 出更加符合产业化的新型生物系统，集低碳、可持续、低成本等多优势于一 体，被认为是“第三次生物科技革命”。

 现阶段，合成生物学理性设计能力有限，通过“白箱”+“黑箱”双重模式， 有望加速技术突破。一方面， 白箱代表知识驱动，合成生物学基因测序与合 成、基因编辑、计算机软件设计、菌种培育和筛选、产品分离纯化等底层使 能技术不断进步，带来了DNA测序及合成通量和菌株开发设计能力大幅改善。 另一方面，黑箱理论则借助于自动化实验平台产生的大量生物学数据，支持 机器学习，通过人工智能辅助为厂商提供基于微生物菌株的解决方案。近年 来，研究人员提出了“设计-合成-测试-学习”（DBTL）理念，构建了大规 模的基因元件、线路、系统试错的标准化实验手段，并引入自动化和高通量 硬件设施构建了生物铸造厂，提高了生物实验对象、方法、技术的标准化和 模块化水平，有效提升了理性设计合成生命体的能力。

未来，人工智能应用于合成生物“DBTL”各环节的进程将得到飞速发展， 其中涉及到的前沿技术包括逆合成算法预测生物合成途径、通过蛋白质结构 预测和设计、调控元件的智能设计和优化等。而为了加速DBTL的流程，高 通量、自动化的实验室设备和技术也将成为合成生物企业发力的方向。

2.合成生物应用行业不断多元

随着底层使能技术的突破和基础研究的深入，在工业化研究平台的助力下， 合成生物学正向医药、化工、能源、食品、消费、农业等众多领域进行延伸， 部分国内外企业已初步实现商业化。

 根据CB Insights数据，2024年全球合成生物学市场规模将达到189亿美元， 从细分赛道来看，食品饮料和消费品具有低客单价和高消费频次的特征，有 望成为增速最快的领域；而医疗健康和科研仍将是占比最大的两个细分赛道。 麦肯锡预测，2030-2040年，全球物质投入中的60%可以通过生物制造方式 生产，而合成生物学每年带来的经济影响将达到1.8至3.6万亿美元，其中每 年在医药健康方面潜在影响将达到0.5至1.2万亿美元，最终有望解决全球疾 病总负担的45%。