2024年合成生物产业发展前景和中国产业链上中下游企业分析报告

C8HI 8C3HI 合成生物产业发展前景及中国 产业链上中下游企业分析 摩·咨询 摩炳咨询 2024年10月 ■合成生物学被认为是“第三次生物 技术革命” 合成生物学以“人工设计与缩写基因 组”为核心，采用“自上而下”和 摘要 自下而上”两种构建形式，以设计 构建-测试-学习(DBTL)为核心策略， 对已有生物系统的重新或优化设计、 生命过程的集成式解析，或者设计合 写作背景 成全新可控运行的新生物系统，以满足人类需求。合成生物学被认为是继“DNA双螺旋结构的发现”和“人类 本研究报告旨在对合成生物基固组计划”之后，以工程化的手段 学领域进行深入分析，从国设计合成基因组为标志的“第三次生 内外行业市场、技术超势、 物技术革命”。 投融资现状、战略布局和政■合成生物学市场前景广阔，在中国 策等多维度梳理行业发展的展现出强劲发展势头和商业价值 现状和趋势，深度挖掘行业随着应用场景的增多、成本降低及技增长潜力，积极展望合成生术的进步，合成生物行业市场将快速物的市场前景。此外，以产扩容，具有广阅的市场前景。2022年， 业链思维，从产业链现状、全球合成生物产业市场规模为139.8亿 企业特征等角度，对我国合 美元，2017-2023年复合增长率为 27.1%，预计2028年将达到500亿美元， 找准行业发展优势和不足， 成生物学企业进行深入分析2023-2027年年复合增长率为23.4%。 在政策和技术的双重驱动下，中国合 成生物学从基础研究到产业发展进入 为促进行业发展提供思路。了快车道：据统计，2022年中国合成 生物市场规模约为103亿元，2018-2022年年复合增长率为43.3%，远超全球增速。 ■我国合成生物企业以下游产品应用为主 我国合成生物产业上游使能技术与中游集成化平台与国外还有一定的差距，下游部分日化材料、生物基材料已实现全球供给。产业链上游呈现企业和科研机构“双轮驱动”、中游企业呈 现CDMO模式，下游产品应用企业多 领域布局，以医药健康产品应用为主。 摩·咨询 目录 第一章合成生物行业概览 合成生物产业定义及基本原理 合成生物制造工艺流程第二章合成生物产业发展市场前景 多固素推动合成生物行业市场快速扩容 技术突破为合成生物产业变革带来新契机 12 资本涌入助推合成生物产业投融资繁荣 18 多国重视促使合成生物成为国际科技竞争焦点 21 第三章从产业链角度分析我国合成生物产业企业情况 合成生物产业链图谱 25 我国合成生物产业链上中下游企业总览 -26 产业链上游企业分析 27 产业链中游企业分析 31 产业链下游企业分析 33 睡摩·咨询 C8HIII 8C3HI 第一章 合成生物行业概览 睡摩炳·咨询 合成生物产业定义及基本原理 合成生物学被认为是“第三次生物技术革命” 合成生物学（SynthetieBiology）是生命科学、信息技术和工程技术等汇聚面产生的--门新兴 交叉学科，旨在通过基因功能元件和模决的挖掘，对底盘组胞代谢调控网终进行遗传学设计、改之后，以工程化的手段设计合成基因组为标志的“第三次生物技术革命”。 合成生物被认为是第三次生物技术革命 第三次革命：生物体系工程化即合成生物学 第二次革命：人类基固组计划 力 二十一楼记和 研完方法：工程学“设所一的建一 第一次羊命：发现DNA结构和中心法则划出人类基周江DNA的3个感基对工具：基国编件、基因合成 二十楼记中叶的序，我现所有人买甚因买用工程学“自下面上”，从杀统 DNA式烫站物的发合成100万感基的支原体基因组，在在征自启界具有作化调按等共能的 获行可正常生民和骨是的“人造生命社活大分十，这其点为存准，化 分子生物争“中心法则”的我见 “元什”，到瑾“模模”“除” “读基图”：DNA制库技大的建合成了孕天然核普酸、非天然最基酸等全新至物布件与细胞“底盘”， 创建出人建单案色体真核活园构建有美用楚的人遗生命系院 “端基因”：基问定内究更和改除 我都未：口干，合克生学：生命科学的“利活”，导销容的空理 合成生物研究的主要内容 合成生物学“工程化”是其区别于其他602 生物学科的最大特征ENER 合成生物学以“人工设计与编写基因组” 为核心，可针对特定需求和用途，利用自然界O 中已有物质的多样性，从工程学角度设计构建 具有元器件或模块，对已有生物系统的重新或优化设计、生命过程的集成式解析，或者设计合成全新可控运行的新生物系统，研究内客主要包括生物元件，基固线路、代谢工程及基固 工程。 摩·咨询数据来源：跃为资本，头豹研究院《2122年中国会成生物学行业赛道研究》5 合成生物产业定义及基本原理 合成生物学有两种不同的设计和构✁生物 系统的方法：合成生物学的两种构✁形式 1）自上而下（反向工程）：目标导向✁构单个苗升 ✁“人造生命”，使用代谢和基固工程技术为 活细胞赋予新功能，“人工基固组”✁其核心 DNA 时间 蛋白点代谢期 内容，大片段基因组接作、改造以及大规模、Tima 高精度，低成本DNA会成✁关键技术；X定性与定量 2）自下而上（正向工程）：项过将“非生解折图 命”生物分子成分聚集在一起在体外创✁新的 优化与提升功能 生物系统，元件标准化一→模块构✁→底盘适配大圣前我 的线路以及对生命过程的途径、网络组成及其设计并利造 调控、设计与构✁✁核心内容，人工线路构✁创瑾新功能 平台✁其关键技术。反向工程正向工程 DBTL✁合成生物学的核心策略数提未源：深划光适技卡研究院，导均咨均整理 设计-构✁-测试-学➀(Design-Build-Test-Learn，DBTL)✁合成生物学核心研发模式，通过长期 反复的人工实验试错，有效地筛选和优化所需的生物合成装置和系统功能。 设计（Desi）：利用现有的标准化生物元件对基因、代谢通路或基固组进行理性设计，包括宿主选择和修饰、通路选择和修饰。 构✁（Build）：在生物系统中对目标基固进行操作，构✁细胞工厂，包括DNA合成、大片 段组装以及基固编辑。 合成生物学DBTL循环 模式底盘细胞：酿酒酵母、大肠杆菌、祛草苹芽孢杆菌、容鱼酸杆菌非模式底盘细胞：需钠策菌、拜氏不动杆菌、近动发酵单胞菌 生物无伴：标准化生将元件注册库（RSRP）、 操规子预测分析（1DOOR）、密码子优化通路选泽 （COO1），蛋白结构预别（Alphfold）等 块盘装 DNA合成：图相亚磷酸三酯化学合点法、 模版薛促合点法 代谢通路：KIGG数据库、代谢网络计分DNA拼接和组装：体外组装、体内组某 格主B务部划装基图端辑：（RISPR(as9基图端辑技术 加胞组和相胞工厂：BioSnxhin子各美平台款件 数据收集：公共和私有数据体外：的活性测定，无细胞体系 数据分析：组学分析、生信分析、机器学➀体内：生长代谢测定，时空调拉 BiCve网 测）报孔板高通量筛速、全白动高通量微液 可视化：基于W山的可文互式数据可视化，如登设计饰选设务：搬流控芯片技术（菌株殖选和表型检 满活养美光激活液满分进系院 ✁模：加生殖支原体绍胞的全细胞模型平全：BioFoumd程华工台） 睡摩·咨询致搭免源：标世好《合无生物学时代落于非模式潮首的工业底生加跑研究现状与✁望》，（D，厚摘存询整过6 合成生物制造工艺流程 测试（Test）：通过高效、准确和经济的检测，许估构✁的组胞工厂的实用性，包括对酶元件的表达、纯化与障活测试，转永或翻译元件以及非天然途径的体外或体内测试，组胞工厂改造后的时空调控及对生长和代谢的影响。 学➀(Learn）：利用测试数据，学➀并随机披索更有效地推进循环实现预期目标的原则，为 下一个循环改进设计提供指导，包括教据收集整合、效据分析、结果可视化和✁模分析。 合成生物学从实验室研发到产业化落地，需经过细胞构✁、生产规模放大两个阶段 合成生物学以植物油、谷物后杆、二氧化碳等原料为碳源，通过“设计-构✁-测试-学➀” （DBTL循环）过程，实现对底盘细胞的改造，成功构✁细脆工厂，再通过生物发酵和酶联反应、 分离纯化流程，最终获得日标产品。目前，合成生物学被应用于生物医药、化工能源、食品饮料、消费与个护、农业技术、信息技术等诺多领域。 底盘细胞构✁✁合成生物学的“硬件”基础，包括底盘细胞的选择、DBIL循环、目标细胞的设计与改造等，涉及基固测序、基因编辑，基国合成等使能技术。 >规模化生产✁合成生物学能否实现产业化的关键环节，包括实验室小试、中试、量产，涉及 菌种培养、筛选、分离等苗种培育技术，及发酵技术，酶工程技术、分离纯化技术等。 合成生物制造工艺流程 底盘细胞构✁合成生物解决方案现模化生产商业化应月 格、枝物油、构✁细胞工厂生物发酵分 收金原料： 各物转杆，计 高日产品生产效单 ✁借/设计资产军不存在的生阶联反应 医疗健康 专院气体： co,,co. 多级醇联反应2/ 跨的设计与让：针对萨的节 农业技术 CH化活性、格定、底将特手肚 底盘细跑改造 等，定向进代成展美设计食品饮料 一个质这签中姐合多个特代步 使能技术 1 无细胞/类生命平台化工能源 利月期内的活者点分，在体 外物✁养先总友免的生特合点(道) 过程消费个护 实验宝小试阶段：5-100L中试阶段：500-5000L量产阶段：5-10万L 摩·咨询 进行首科品法和培养态优化随定效大思让和菌补培养的最仕条件工业化生产茂群经济致道 敦据染源：遗士顿咨询家中国合点生物学产业白皮书2124，创业求022年中国合点生物学产业发展推告》， 厚情客沟整理7 C8HIII 8C3HI 第二章 合成生物产业发展市场前景 睡摩炳·咨询 多因素推动合成生物行业市场快速扩容 市场现模、技术突破、资本涌入、项层设计等多方面因素促避合成生将学快违发展。 多固素推动合成生物行业市场快速扩容技术突破为合成生物产业变革带来新契机 ·产业趋势向“降低产业点本”转变·使能技术选代和成本降低促过产业应用 ·顺应同家“碳中和”日标·人工智能（AI）加违合成生将研发过程 ·应用场景十客蓬范五大的产业市场空间市场技术·构✁加胞工厂和发酵工艺雅动合成生物快 规模突破违走向工业化 ·资本涌人推动合成生物产业高违增长资本顶层·多国府对合点生物学支持力度不断加大 ，二级市场融资进一步提升合点生物上市全涌入设计，国家政策支持培育合点生物为新质生产力 业竞争力，国内合成生构产业集聚发展，有望步入造 金发展期 资本涌入助推合成生物产业投融资繁荣多国重视促使合成生物成为国际科技免争焦点 产业趋势向“降低产业成本”转变 会成生物制造作为一种绿色生产方式，✁生物制造的重要技术基础，可降低工业过程能耗、物耗，大悟降低生产成本，捉高产出率，为生物工业注入新动力，展现出高效、绿色、可持续的特点。据统计，与石化路线相比，生物制造产品平均节能减排30-50%，未来潜力将达到50-70%。 未来，生物制造有塑逐步替代依赖于传统化工、植物提取获得产品的生产方式。据世界经济 合作组织（OFCD）预测，2030年，35%的化学品和其他工业产品将来自生物制造，占行业总产位 的39% 酶法发酵法 合成生物学裁术路径与传统路径对比华恒生物L丙氨酸酶法和发酵法对比 传统路径合成生物学技术路径 项目天然提法化学合成法体外合成体内会成单价2万元1.5万元 原材料生物基石油基石油基、生生物基成本17561元7955元 美型物基毛利平 张酸水解 技术安求低高高 13.67%49.53% 核心技术 化学作化降的设计、基国策祥、合各合成生物产品成本下降幅度 4 天然凝取等 工艺路线 长 长 产品成本 高 商 污染程度 低 商 化学新分、改造及高产点蓬径设计及 表达高产表达50%52% 较权LE 较低较低 15. 低 1,3-丙二醇丁二酸 成本下降幅度 20% 肌醇1-丙点酸 睡摩·咨询数联未源：华恒生格扫段说明书，中年证泰研究所，厚第咨的垫理9 多因素推动合成生物行业市场快速扩容 顺应国家“碳中和”目标 合成生物从减排、固碳、成碳等方面，助力国家实现“碳中和”目标。据世界自然基金会 （W