這座合成生物領(lǐng)域超級(jí)工廠就藏在深圳

走進(jìn)深圳光明科學(xué)城的深圳合成生物研究重大科技基礎(chǔ)設(shè)施（以下簡稱“合成生物大設(shè)施”），時(shí)間有了新的刻度。

在這里，北京某科研機(jī)構(gòu)研究人員過去需要埋頭苦干兩周進(jìn)行20個(gè)蛋白的突變—純化—功能測試的實(shí)驗(yàn)，如今被機(jī)器人接管，在相同條件下即可完成超過4000個(gè)蛋白的完整流程。這不是簡單的效率提升，而是一場研發(fā)范式的深刻革命。自2017年啟動(dòng)布局，2024年12月正式開放運(yùn)行，這座設(shè)備總投資超7億元的“超級(jí)工廠”已從藍(lán)圖變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，成為全球首個(gè)自動(dòng)化、標(biāo)準(zhǔn)化、高通量的合成生物研究公共平臺(tái)。

位于光明科學(xué)城的深圳合成生物研究重大科技基礎(chǔ)設(shè)施

合成生物大設(shè)施不僅是基礎(chǔ)研究的“加速器”，更是產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新的“反應(yīng)池”。截至目前，該設(shè)施涵蓋逾百種標(biāo)準(zhǔn)化自動(dòng)化工藝，已構(gòu)建包括智能化設(shè)計(jì)、高通量構(gòu)建和多模態(tài)檢測的全鏈條技術(shù)服務(wù)矩陣，2025年服務(wù)117家研究型高校、科研院所及企業(yè)。更重要的是，在其賦能下，深圳對(duì)合成生物產(chǎn)業(yè)形成強(qiáng)勁磁吸效應(yīng)，吸引大批合成生物初創(chuàng)企業(yè)集聚。這座設(shè)施正以其獨(dú)特的“深圳模式”，破解從科研到產(chǎn)業(yè)的“死亡谷”難題，鍛造一條“產(chǎn)業(yè)科技互促雙強(qiáng)”的嶄新路徑。

定制研發(fā) 精準(zhǔn)賦能企業(yè)技術(shù)產(chǎn)業(yè)化

合成生物大設(shè)施由深圳市發(fā)展和改革委員會(huì)批復(fù)立項(xiàng)，中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院牽頭，聯(lián)合深圳市第二人民醫(yī)院、深圳華大生命科學(xué)研究院共同建設(shè)。

傳統(tǒng)生物技術(shù)研發(fā)，重度依賴科研人員的“手工勞動(dòng)”，效率低、通量小、結(jié)果波動(dòng)大。合成生物大設(shè)施的核心突破，在于將工程化的“標(biāo)準(zhǔn)化”與“自動(dòng)化”理念引入生命科學(xué)，構(gòu)建了覆蓋“設(shè)計(jì)—構(gòu)建—測試—學(xué)習(xí)”（DBTL）全流程的智能平臺(tái)。其首要價(jià)值，是為企業(yè)提供“交鑰匙”式的深度定制研發(fā)服務(wù)。

“合成生物大設(shè)施以‘按需定制’的研發(fā)服務(wù)為企業(yè)打通技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的‘最后一公里’，讓創(chuàng)新成果快速落地為市場產(chǎn)品。”中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院院長、大設(shè)施首席科學(xué)家劉陳立說。

擺在深圳市金新農(nóng)科技股份有限公司研發(fā)團(tuán)隊(duì)面前的，是一個(gè)困擾全球養(yǎng)豬業(yè)數(shù)十年的難題——豬藍(lán)耳病（PRRSV）。傳統(tǒng)疫苗保護(hù)力有限，病毒變異快，病豬發(fā)熱、厭食、不長肉，每年造成巨大經(jīng)濟(jì)損失。公司亟須開發(fā)一種更安全、更高效的新型疫苗，但依靠自身實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行海量篩選，無異于大海撈針，耗時(shí)數(shù)年也未必能成。

轉(zhuǎn)機(jī)出現(xiàn)在與合成生物大設(shè)施的合作中。2025年，金新農(nóng)聯(lián)合大設(shè)施開展了聯(lián)合研發(fā)，利用其高通量、自動(dòng)化、標(biāo)準(zhǔn)化平臺(tái)，構(gòu)建動(dòng)物疫苗優(yōu)化平臺(tái)，解決疫苗優(yōu)化難的核心技術(shù)難題。

“疫苗原型株的篩選周期較以往縮短3—5倍，此前以年為單位，現(xiàn)在三五個(gè)月就能出成果。這不僅大幅降低研發(fā)成本，更助力企業(yè)搶占市場先機(jī)。”金新農(nóng)副董事長張國南表示，合成生物大設(shè)施達(dá)到了全球先進(jìn)水平，可根據(jù)企業(yè)的不同要求進(jìn)行柔性化處理。

企業(yè)無需投入巨資自建高端實(shí)驗(yàn)室，也無需耗時(shí)組建龐大團(tuán)隊(duì)，只需提出明確的產(chǎn)業(yè)痛點(diǎn)，大設(shè)施的科學(xué)與工程團(tuán)隊(duì)便能量身打造自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)方案，并負(fù)責(zé)執(zhí)行到底。這是一種從“企業(yè)出題”到“設(shè)施解題”的精準(zhǔn)賦能。

合成生物設(shè)施平臺(tái)運(yùn)營中心主任李楠告訴記者，從為精細(xì)化工龍頭企業(yè)高效優(yōu)化工業(yè)酶制劑，到為頂尖醫(yī)院定制開發(fā)微生物組樣本自動(dòng)化分析方案以服務(wù)其大型隊(duì)列研究，這種“深度定制、全程包干”的模式，正成為解決產(chǎn)業(yè)共性技術(shù)瓶頸的利器。數(shù)據(jù)顯示，在設(shè)施的產(chǎn)業(yè)用戶中，這類需求明確的創(chuàng)新型企業(yè)占比達(dá)三成。

合成生物大設(shè)施功能島

深度融合 構(gòu)建產(chǎn)研一體的創(chuàng)新生態(tài)

如果說定制化研發(fā)是精準(zhǔn)的“點(diǎn)對(duì)點(diǎn)”賦能，那么深圳在合成生物領(lǐng)域更宏大的布局，是構(gòu)建一個(gè)讓基礎(chǔ)研究、技術(shù)開發(fā)與產(chǎn)業(yè)應(yīng)用“零距離”互動(dòng)、無縫銜接的創(chuàng)新生態(tài)。合成生物大設(shè)施正是這個(gè)生態(tài)的核心樞紐與能力基座。

早期的深圳探索是生動(dòng)的“樓上樓下”模式：在深圳市工程生物產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心，樓上研究院做原始創(chuàng)新，樓下企業(yè)進(jìn)行孵化轉(zhuǎn)化。物理距離的拉近極大加速了成果溢出。

而合成生物大設(shè)施的建成與開放，將這種融合推向了“研產(chǎn)一體”的更高階段——它不僅僅是空間的毗鄰，更是研發(fā)能力、工程化平臺(tái)與產(chǎn)業(yè)需求的系統(tǒng)性整合。

在森瑞斯生物科技（深圳）有限公司的實(shí)驗(yàn)室里，如何高效生產(chǎn)高純度角鯊烯曾是關(guān)鍵一役。角鯊烯是高端疫苗不可或缺的佐劑，傳統(tǒng)做法從瀕危鯊魚肝臟中提取，既不環(huán)保也不可持續(xù)。森瑞斯創(chuàng)始人羅小舟立志用合成生物學(xué)方法解決這一難題：改造酵母作為“細(xì)胞工廠”，用糖等廉價(jià)碳源發(fā)酵來生產(chǎn)。

然而，角鯊烯在細(xì)胞內(nèi)的合成途徑異常復(fù)雜，涉及20多個(gè)酶，合成步驟長達(dá)18個(gè)以上。傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室需3年以上才能完成菌株篩選，周期漫長且成本高昂。

合成生物大設(shè)施提供了破局的關(guān)鍵。森瑞斯以專屬合作的形式，深度接入大設(shè)施的自動(dòng)化高通量平臺(tái)。在這里，大設(shè)施的DBTL循環(huán)體系僅用3個(gè)月就完成了高產(chǎn)菌株構(gòu)建。更貼心的是，獨(dú)立實(shí)驗(yàn)空間保障了核心菌株的保密性，工程師可隨時(shí)入駐調(diào)試參數(shù)。

如今，森瑞斯成功實(shí)現(xiàn)了高純度角鯊烯的規(guī)模化發(fā)酵生產(chǎn)，成本大幅降低，并成功打入默克等全球頂級(jí)藥企的供應(yīng)鏈，成為中國合成生物企業(yè)進(jìn)軍國際市場的標(biāo)桿。

這個(gè)案例深刻詮釋了“深度融合”的內(nèi)涵：合成生物大設(shè)施不再是簡單的設(shè)備租賃平臺(tái)，而是以“聯(lián)合研發(fā)伙伴”身份，深度嵌入企業(yè)的核心創(chuàng)新鏈。其背后，是深圳通過相關(guān)政策，主動(dòng)引導(dǎo)企業(yè)與重大設(shè)施結(jié)對(duì)攻關(guān)，將科技資金精準(zhǔn)滴灌到產(chǎn)學(xué)研協(xié)同的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，形成了“用戶需求+設(shè)施能力+政策引導(dǎo)”的強(qiáng)力閉環(huán)。

源頭創(chuàng)新 從支撐“追趕”到引領(lǐng)“造物”

賦能產(chǎn)業(yè)解決“今天”的難題，同時(shí)也在夯實(shí)“明天”引領(lǐng)全球的基礎(chǔ)。合成生物大設(shè)施的目標(biāo)，是成為具有國際競爭力的新型基礎(chǔ)設(shè)施與技術(shù)支撐平臺(tái)，推動(dòng)中國生物制造從模仿、跟隨，邁向并跑乃至引領(lǐng)。

這首先體現(xiàn)在其對(duì)基礎(chǔ)研究“無人區(qū)”的強(qiáng)有力支撐上。中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院金帆團(tuán)隊(duì)的兩項(xiàng)突破性科研成果，是絕佳注腳。團(tuán)隊(duì)依托大設(shè)施的自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，以前所未有的高通量和精準(zhǔn)定量方式，破解了細(xì)菌信號(hào)傳遞極限和“解碼”新機(jī)制，相關(guān)成果連續(xù)發(fā)表于頂級(jí)期刊《自然·物理》。

“沒有這個(gè)自動(dòng)化平臺(tái)，研究團(tuán)隊(duì)就無法獲取如此海量、標(biāo)準(zhǔn)化的單細(xì)胞定量數(shù)據(jù)，理論模型的驗(yàn)證周期將會(huì)非常漫長。”金帆團(tuán)隊(duì)表示。這類基礎(chǔ)突破，為未來理性設(shè)計(jì)人工細(xì)胞、編程生命功能提供了全新的底層邏輯和工具箱。

這種“大設(shè)施驅(qū)動(dòng)科研范式變革”的模式，正在全球科技前沿競爭中獲得回響。合成生物大設(shè)施產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)化、高質(zhì)量大數(shù)據(jù)流，是訓(xùn)練生物領(lǐng)域下一代AI模型的寶貴“原料”。一位與大設(shè)施合作的北京頂尖科研團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人坦言，他們之所以選擇深圳，正是看中了這里能為其前沿蛋白設(shè)計(jì)研究產(chǎn)生規(guī)模化、標(biāo)準(zhǔn)化的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)集，這在其他單位“幾乎無法系統(tǒng)性實(shí)現(xiàn)”。

從更高維度看，合成生物大設(shè)施與國家生物制造產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心（中試平臺(tái)）緊密銜接，與定量合成生物學(xué)全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、深圳合成生物學(xué)創(chuàng)新研究院、深圳理工大學(xué)合成生物學(xué)院等創(chuàng)新單元，在光明科學(xué)城共同構(gòu)成了“基礎(chǔ)研究+技術(shù)攻關(guān)+成果轉(zhuǎn)化+科技金融+人才支撐”的全過程創(chuàng)新生態(tài)鏈。這條鏈路的邏輯日益清晰：以合成生物大設(shè)施為代表的重大科技基礎(chǔ)設(shè)施，持續(xù)催生源頭創(chuàng)新，并通過高效的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)快速轉(zhuǎn)化為關(guān)鍵技術(shù)；這些技術(shù)賦能企業(yè)，搶占產(chǎn)業(yè)制高點(diǎn)；市場的成功與反饋，又反過來滋養(yǎng)和指引更前瞻的基礎(chǔ)研究，形成強(qiáng)大的正向循環(huán)。

深圳合成生物產(chǎn)業(yè)集群能匯聚超370家企業(yè)，吸引全國近半數(shù)新增相關(guān)企業(yè)落戶，其強(qiáng)大磁吸力，得益于這一以重大科技基礎(chǔ)設(shè)施為硬核驅(qū)動(dòng)的、充滿活力的創(chuàng)新生態(tài)。從這里出發(fā)，深圳正從學(xué)習(xí)運(yùn)用“合成生物”這一新工具，邁向主動(dòng)參與定義未來“生物制造”的新規(guī)則、新標(biāo)準(zhǔn)。這座“生命鑄造工廠”，最終鑄造的將是產(chǎn)業(yè)科技互促雙強(qiáng)的中國范式，以及在新質(zhì)生產(chǎn)力競賽中的領(lǐng)先身位。

合成生物大設(shè)施自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)平臺(tái)

名詞解釋

合成生物，是以基因工程、系統(tǒng)生物學(xué)、計(jì)算機(jī)工程等多學(xué)科為基礎(chǔ)，采用工程化的設(shè)計(jì)理念，對(duì)生物體遺傳物質(zhì)進(jìn)行設(shè)計(jì)、改造乃至全新合成，從而打破物種界限，創(chuàng)造人工生命體，應(yīng)用于醫(yī)藥、能源、化工、農(nóng)業(yè)、環(huán)境等多個(gè)領(lǐng)域，集低碳、可持續(xù)、低成本等多優(yōu)勢于一體。

建設(shè)歷程

●2017年5月

列入《深圳市十大重大科技基礎(chǔ)設(shè)施實(shí)施方案》優(yōu)先啟動(dòng)項(xiàng)目

●2019年1月

設(shè)施所在的“光明科學(xué)城”開工建設(shè)

●2019年6月

合成生物設(shè)施企業(yè)用戶顧問委員會(huì)成立大會(huì)

●2021年1月

光明科學(xué)城啟動(dòng)區(qū)項(xiàng)目主體結(jié)構(gòu)全面封頂

●2022年3月

在臨時(shí)場地卓宏大廈6樓完成DNA組裝與核酸提取島的搭建

●2022年7月

首臺(tái)大型設(shè)備入場

●2023年7月

搬遷至光明科學(xué)城啟動(dòng)區(qū)

●2024年12月

啟動(dòng)運(yùn)行

中國合成生物制造路在何方？

專家建議——攻克底層核心技術(shù) 構(gòu)建自主生態(tài)系統(tǒng)

合成生物學(xué)被認(rèn)為是第三次生物技術(shù)革命，合成生物制造是推動(dòng)生物經(jīng)濟(jì)的重要力量，預(yù)計(jì)未來20年內(nèi)將創(chuàng)造30萬億美元經(jīng)濟(jì)價(jià)值，占全球制造業(yè)的三分之一。

目前，中美歐形成三足鼎立態(tài)勢，許多國家和機(jī)構(gòu)都在投資合成生物制造領(lǐng)域，包括化工制藥企業(yè)在內(nèi)的眾多企業(yè)開始布局合成生物制造。

比美國為例，在合成生物制造領(lǐng)域的投入是一個(gè)全方位、多層次的國家戰(zhàn)略體系：在資金上，以國家安全和能源獨(dú)立為核心驅(qū)動(dòng)，同時(shí)確保基礎(chǔ)研究的持續(xù)供給；在政策上，通過連續(xù)發(fā)布路線圖和立法，為未來10—20年的發(fā)展繪制了清晰的藍(lán)圖；在執(zhí)行上，通過白宮牽頭下的跨部門協(xié)作，將戰(zhàn)略目標(biāo)分解到各個(gè)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)領(lǐng)域，確保技術(shù)能夠迅速從實(shí)驗(yàn)室走向市場和國家安全應(yīng)用。

在中國，天津、上海、深圳等地是國內(nèi)合成生物學(xué)研究的主要陣地。近年來，深圳的發(fā)展尤為迅速，國內(nèi)首個(gè)合成生物學(xué)創(chuàng)新研究院、全球首個(gè)合成生物重大科技基礎(chǔ)設(shè)施等均落地深圳，已經(jīng)聚集大量優(yōu)秀青年人才和一批合成生物初創(chuàng)企業(yè)。

合成生物制造在我國面臨什么挑戰(zhàn)？清華大學(xué)化工系教授李春認(rèn)為，我國成功建立了全球領(lǐng)先的制造產(chǎn)能和科研產(chǎn)出規(guī)模，但在決定長期競爭力的底層技術(shù)、核心數(shù)據(jù)和工具上依然脆弱。這種結(jié)構(gòu)性矛盾是當(dāng)前發(fā)展的主要瓶頸。

李春表示，要真正成為合成生物領(lǐng)域的全球領(lǐng)導(dǎo)者，實(shí)現(xiàn)從“并跑”到“領(lǐng)跑”的轉(zhuǎn)變，未來的重點(diǎn)必須從追求規(guī)模轉(zhuǎn)向攻克底層核心技術(shù)、構(gòu)建自主創(chuàng)新的生態(tài)系統(tǒng)，為產(chǎn)業(yè)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

（內(nèi)容來源：深圳特區(qū)報(bào) 記者：聞坤 熊子恒）

來源：深圳夢(mèng)（微信號(hào)ID：SZeverything）綜合

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