澳大利亚发布国家合成生物学路线图

合成生物学是通过应用工程原理和遗传技术快速开发功能性DNA编码的生物元件和系统。利用合成生物学技术和工具来解决工业、健康和环境问题是一项全球性变革，合成生物学将促进全球经济和生产力增长的同时保障环境的可持续性。

2021年8月，澳大利亚联邦科学与工业研究组织（Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization，CISRO）发布了《国家合成生物学路线图(Australia’s Synthetic Biology Roadmap)》，确定了合成生物学对澳大利亚国家发展的价值，并探讨了澳大利亚将如何加快合成生物学应用示范、规模化和商业化。该报告由五个章节组成，分别为引言、澳大利亚合成生物学发展现状、澳大利亚合成生物学的机遇、2040年合成生物学路线图以及总结。

一、引言

引言部分介绍了合成生物学的概念、发展意义、澳大利亚发展合成生物学的区位优势与必要性。

• 研究优势
  世界范围内，澳大利亚较早地将生物物理学和社会科学方案整合到合成生物学领域，并在蛋白质工程、蛋白质重组、植物工程、免疫学、发酵学等方面具备研究优势。

• 监管优势
  澳大利亚现有基因技术监管环境提高了该国转基因产品的声誉，也增加了投资者对澳大利亚合成生物学发展的信心。澳大利亚现有的风险评估框架和监管体系可以确保合成生物学研究得到适当的监督。

• 原料优势生物制造主要依赖碳基原料，能否获得具有价格竞争力的碳基原料是决定生物制造业经济效益的关键。澳大利亚生产大量木质纤维素生物质，在发酵作用下，这些生物质将成为生物制造业可持续利用的原料来源。

• 地理优势澳大利亚在亚太地区的地理位置优越，加上贸易协定加持，澳大利亚有望成为合成生物学产品和工艺的主要供应国。

• 营商环境优势澳大利亚的知识产权建设在全球排名第11位，英语语言环境对合成生物产业发展具有一定的吸引力。

• 发展合成生物学的必要性DNA测序、计算机辅助设计、DNA合成、基因组编辑等合成生物学工具和知识的进步提高了合成生物学应用的速度、准确性和可负担性。全球合成生物学市场预计将迎来迅速增长，从2019年68亿美元增长到2040年7000亿美元。澳大利亚关键技术政策协调办公室确定了合成生物学作为澳大利亚健康和农业领域发展的关键技术。目前，世界主要国家（美国、中国、瑞士、法国等）已将合成生物学确定为一个重要的战略发展领域，澳大利亚必须立即行动起来，才能在全球新兴领域发展中有所作为。

二、澳大利亚合成生物学现状

• 研究现状
  2015-2020年间，澳大利亚的合成生物学论文出版量在全球排名第十，占全球的3.93%（美国38%、中国16%、英国13%）。目前，澳大利亚已经建立了ARC合成生物学高级研究中心(ARC Centre of Excellence in Synthetic Biology，CoESB)，并明确了国家合作研究基础设施战略(National Collaborative Research Infrastructure Strategy，NCRIS)，资助共享生物制造基础设施。

• 产业现状
  澳大利亚从事合成生物学的企业不断增多，近几年至少有10家初创企业在澳大利亚成立。澳大利亚还有至少20家企业从事更广泛的合成生物学相关活动，包括研究合作和提供支持性技术或服务。

三、澳大利亚发展合成生物学的机遇

• 2040年潜在市场规模2040年澳大利亚的整体经济规模将达到270亿美元，包括食品和农业190亿美元、健康和医药产业70亿美元。
• 应用评估框架大利亚为了评估合成生物学领域的应用成果是否具有商业化市场开发的可行性，制定了一个应用评估框架，并对19项合成生物学潜在应用成果进行评估。
• 食品和农业领域气候变化、耕地面积减少、环境友好食品偏好等因素对传统农业生产构成一定挑战，合成生物学能够在食品和农产品领域实现可持续生产，提供多种有竞争性的产品，并为农业和环境部门提供解决方案。农业是澳大利亚重要出口产业，农业以其规模大、效率高、技术先进而闻名，澳大利亚在转基因作物商业化方面已经积累了一定经验，并成功地将合成生物学应用于农作物研发。同时，农业生物传感器有助于发现侵入性病虫害，保护自然资源的生物安全。但是澳大利亚仍需处理好生物制造规模、食品上市时间、废弃物处理、社会认可度等问题。
• 健康与医疗领域2030年澳大利亚公共卫生支出占GDP的比例将上升至11.7%，合成生物学将促进药品生产成本降低、生产速度提高、研发时间缩短。澳大利亚将医疗产品制造纳入政府现代制造战略的一部分，将在医疗技术、生物技术、医药研发方面加大投入。合成生物学有助于提高澳大利亚未来应对传染病毒的能力，但需要考虑生产能力、市场成熟度、药品上市时间、家庭使用测试等因素。
• 其他领域合成生物学在化学、燃料、材料、环境、资源等方面具有广阔的应用前景。以合成生物学为基础的生物制造产品将取代以石油基化工产品、燃料，降低人类对石化产品的依赖。在低碳替代品有限的情况下，合成生物学更有可能在利润率更高的领域率先取得突破，例如为航空航天领域生产能量密集型燃料。在环境和资源领域，合成生物学能够改进废弃物管理方式，提高采矿的可持续性，保护生物多样性。

四、2040年路线图

• 2021-2025年：能力建设和商业可行性论证在支持研究转化方面，优先促进更具商业可行性的应用的转化，通过有针对性的投资和生物孵化器计划，支持研究转化和培育新业务；在共享基础设施建设方面，支持国家生物技术中心的发展，开发可与转基因生物合作的试点和示范规模的生物制造设施；在吸引国际企业和人才方面，吸引国际企业到澳大利亚投资，加强国际合作研究；在加强基础生态系统建设方面，设立国家生物经济领导委员会，为政府战略制订提供建议，确保合成生物学应用的安全。加大经济、数学、社会科学以及生物物理学等基础设施建设，加强产业研究合作，拓宽毕业生就业渠道。
• 2025-2030年：商业初步成功探索和关键质量确立这一阶段，澳大利亚的生物孵化器、生物工厂等共享基础设施将发展成为研究的核心区域，在专注的特定领域（如生物制造）或终端市场（如食品、农业）中大显身手。在这一阶段，政府资金将投入到产业项目，而不是继续投资共享基础设施建设。早期成功的初创企业们应该努力深度融入亚太地区的供应链中。此外，已经建立的研究生物技术中心应该努力实现经济上的可持续发展。
• 2030-2040年：根据市场调整应用布局实现增长这个阶段，合成生物学新项目已经广泛商业化，为了更好地把握合成生物学领域市场与应用相结合的商业模式，澳大利亚需要根据国家发展战略继续评估新兴应用的可行性。

五、总结

CSIRO调查发现，尽管公民对合成生物学的认识并不充分，但绝大多数澳大利亚公民对合成生物学在环境、健康和农业方面的应用仍有所期待。澳大利亚需要为合成生物学领域的研究项目提供资金，并支持相关企业推动研究成果转化。

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