這座合成生物領域超級工廠就藏在深圳

走進深圳光明科學城的深圳合成生物研究重大科技基礎設施（以下簡稱“合成生物大設施”），時間有了新的刻度。

在這里，北京某科研機構(gòu)研究人員過去需要埋頭苦干兩周進行20個蛋白的突變—純化—功能測試的實驗，如今被機器人接管，在相同條件下即可完成超過4000個蛋白的完整流程。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年啟動布局，2024年12月正式開放運行，這座設備總投資超7億元的“超級工廠”已從藍圖變?yōu)楝F(xiàn)實，成為全球首個自動化、標準化、高通量的合成生物研究公共平臺。

位于光明科學城的深圳合成生物研究重大科技基礎設施

合成生物大設施不僅是基礎研究的“加速器”，更是產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新的“反應池”。截至目前，該設施涵蓋逾百種標準化自動化工藝，已構(gòu)建包括智能化設計、高通量構(gòu)建和多模態(tài)檢測的全鏈條技術服務矩陣，2025年服務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，深圳對合成生物產(chǎn)業(yè)形成強勁磁吸效應，吸引大批合成生物初創(chuàng)企業(yè)集聚。這座設施正以其獨特的“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”的嶄新路徑。

定制研發(fā) 精準賦能企業(yè)技術產(chǎn)業(yè)化

合成生物大設施由深圳市發(fā)展和改革委員會批復立項，中國科學院深圳先進技術研究院牽頭，聯(lián)合深圳市第二人民醫(yī)院、深圳華大生命科學研究院共同建設。

傳統(tǒng)生物技術研發(fā)，重度依賴科研人員的“手工勞動”，效率低、通量小、結(jié)果波動大。合成生物大設施的核心突破，在于將工程化的“標準化”與“自動化”理念引入生命科學，構(gòu)建了覆蓋“設計—構(gòu)建—測試—學習”（DBTL）全流程的智能平臺。其首要價值，是為企業(yè)提供“交鑰匙”式的深度定制研發(fā)服務。

“合成生物大設施以‘按需定制’的研發(fā)服務為企業(yè)打通技術產(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?！敝袊茖W院深圳先進技術研究院院長、大設施首席科學家劉陳立說。

擺在深圳市金新農(nóng)科技股份有限公司研發(fā)團隊面前的，是一個困擾全球養(yǎng)豬業(yè)數(shù)十年的難題——豬藍耳?。≒RRSV）。傳統(tǒng)疫苗保護力有限，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，但依靠自身實驗室進行海量篩選，無異于大海撈針，耗時數(shù)年也未必能成。

轉(zhuǎn)機出現(xiàn)在與合成生物大設施的合作中。2025年，金新農(nóng)聯(lián)合大設施開展了聯(lián)合研發(fā)，利用其高通量、自動化、標準化平臺，構(gòu)建動物疫苗優(yōu)化平臺，解決疫苗優(yōu)化難的核心技術難題。

“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?！苯鹦罗r(nóng)副董事長張國南表示，合成生物大設施達到了全球先進水平，可根據(jù)企業(yè)的不同要求進行柔性化處理。

企業(yè)無需投入巨資自建高端實驗室，也無需耗時組建龐大團隊，只需提出明確的產(chǎn)業(yè)痛點，大設施的科學與工程團隊便能量身打造自動化實驗方案，并負責執(zhí)行到底。這是一種從“企業(yè)出題”到“設施解題”的精準賦能。

合成生物設施平臺運營中心主任李楠告訴記者，從為精細化工龍頭企業(yè)高效優(yōu)化工業(yè)酶制劑，到為頂尖醫(yī)院定制開發(fā)微生物組樣本自動化分析方案以服務其大型隊列研究，這種“深度定制、全程包干”的模式，正成為解決產(chǎn)業(yè)共性技術瓶頸的利器。數(shù)據(jù)顯示，在設施的產(chǎn)業(yè)用戶中，這類需求明確的創(chuàng)新型企業(yè)占比達三成。

合成生物大設施功能島

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)是精準的“點對點”賦能，那么深圳在合成生物領域更宏大的布局，是構(gòu)建一個讓基礎研究、技術開發(fā)與產(chǎn)業(yè)應用“零距離”互動、無縫銜接的創(chuàng)新生態(tài)。合成生物大設施正是這個生態(tài)的核心樞紐與能力基座。

早期的深圳探索是生動的“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）有限公司的實驗室里，如何高效生產(chǎn)高純度角鯊烯曾是關鍵一役。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方法解決這一難題：改造酵母作為“細胞工廠”，用糖等廉價碳源發(fā)酵來生產(chǎn)。

然而，角鯊烯在細胞內(nèi)的合成途徑異常復雜，涉及20多個酶，合成步驟長達18個以上。傳統(tǒng)實驗室需3年以上才能完成菌株篩選，周期漫長且成本高昂。

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

如今，森瑞斯成功實現(xiàn)了高純度角鯊烯的規(guī)?；l(fā)酵生產(chǎn)，成本大幅降低，并成功打入默克等全球頂級藥企的供應鏈，成為中國合成生物企業(yè)進軍國際市場的標桿。

這個案例深刻詮釋了“深度融合”的內(nèi)涵：合成生物大設施不再是簡單的設備租賃平臺，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，是深圳通過相關政策，主動引導企業(yè)與重大設施結(jié)對攻關，將科技資金精準滴灌到產(chǎn)學研協(xié)同的關鍵環(huán)節(jié)，形成了“用戶需求+設施能力+政策引導”的強力閉環(huán)。

源頭創(chuàng)新 從支撐“追趕”到引領“造物”

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

這首先體現(xiàn)在其對基礎研究“無人區(qū)”的強有力支撐上。中國科學院深圳先進技術研究院金帆團隊的兩項突破性科研成果，是絕佳注腳。團隊依托大設施的自動化實驗平臺，以前所未有的高通量和精準定量方式，破解了細菌信號傳遞極限和“解碼”新機制，相關成果連續(xù)發(fā)表于頂級期刊《自然·物理》。

“沒有這個自動化平臺，研究團隊就無法獲取如此海量、標準化的單細胞定量數(shù)據(jù)，理論模型的驗證周期將會非常漫長?！苯鸱珗F隊表示。這類基礎突破，為未來理性設計人工細胞、編程生命功能提供了全新的底層邏輯和工具箱。

這種“大設施驅(qū)動科研范式變革”的模式，正在全球科技前沿競爭中獲得回響。合成生物大設施產(chǎn)生的標準化、高質(zhì)量大數(shù)據(jù)流，是訓練生物領域下一代AI模型的寶貴“原料”。一位與大設施合作的北京頂尖科研團隊負責人坦言，他們之所以選擇深圳，正是看中了這里能為其前沿蛋白設計研究產(chǎn)生規(guī)?；?、標準化的實驗數(shù)據(jù)集，這在其他單位“幾乎無法系統(tǒng)性實現(xiàn)”。

從更高維度看，合成生物大設施與國家生物制造產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心（中試平臺）緊密銜接，與定量合成生物學全國重點實驗室、深圳合成生物學創(chuàng)新研究院、深圳理工大學合成生物學院等創(chuàng)新單元，在光明科學城共同構(gòu)成了“基礎研究+技術攻關+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：以合成生物大設施為代表的重大科技基礎設施，持續(xù)催生源頭創(chuàng)新，并通過高效的生態(tài)網(wǎng)絡快速轉(zhuǎn)化為關鍵技術；這些技術賦能企業(yè)，搶占產(chǎn)業(yè)制高點；市場的成功與反饋，又反過來滋養(yǎng)和指引更前瞻的基礎研究，形成強大的正向循環(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)新增相關企業(yè)落戶，其強大磁吸力，得益于這一以重大科技基礎設施為硬核驅(qū)動的、充滿活力的創(chuàng)新生態(tài)。從這里出發(fā)，深圳正從學習運用“合成生物”這一新工具，邁向主動參與定義未來“生物制造”的新規(guī)則、新標準。這座“生命鑄造工廠”，最終鑄造的將是產(chǎn)業(yè)科技互促雙強的中國范式，以及在新質(zhì)生產(chǎn)力競賽中的領先身位。

合成生物大設施自動化實驗平臺

名詞解釋

合成生物，是以基因工程、系統(tǒng)生物學、計算機工程等多學科為基礎，采用工程化的設計理念，對生物體遺傳物質(zhì)進行設計、改造乃至全新合成，從而打破物種界限，創(chuàng)造人工生命體，應用于醫(yī)藥、能源、化工、農(nóng)業(yè)、環(huán)境等多個領域，集低碳、可持續(xù)、低成本等多優(yōu)勢于一體。

建設歷程

●2017年5月

列入《深圳市十大重大科技基礎設施實施方案》優(yōu)先啟動項目

●2019年1月

設施所在的“光明科學城”開工建設

●2019年6月

合成生物設施企業(yè)用戶顧問委員會成立大會

●2021年1月

光明科學城啟動區(qū)項目主體結(jié)構(gòu)全面封頂

●2022年3月

在臨時場地卓宏大廈6樓完成DNA組裝與核酸提取島的搭建

●2022年7月

首臺大型設備入場

●2023年7月

搬遷至光明科學城啟動區(qū)

●2024年12月

啟動運行

中國合成生物制造路在何方？

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

合成生物學被認為是第三次生物技術革命，合成生物制造是推動生物經(jīng)濟的重要力量，預計未來20年內(nèi)將創(chuàng)造30萬億美元經(jīng)濟價值，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，許多國家和機構(gòu)都在投資合成生物制造領域，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，在合成生物制造領域的投入是一個全方位、多層次的國家戰(zhàn)略體系：在資金上，以國家安全和能源獨立為核心驅(qū)動，同時確?；A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)略目標分解到各個經(jīng)濟和社會領域，確保技術能夠迅速從實驗室走向市場和國家安全應用。

在中國，天津、上海、深圳等地是國內(nèi)合成生物學研究的主要陣地。近年來，深圳的發(fā)展尤為迅速，國內(nèi)首個合成生物學創(chuàng)新研究院、全球首個合成生物重大科技基礎設施等均落地深圳，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)？清華大學化工系教授李春認為，我國成功建立了全球領先的制造產(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、核心數(shù)據(jù)和工具上依然脆弱。這種結(jié)構(gòu)性矛盾是當前發(fā)展的主要瓶頸。

李春表示，要真正成為合成生物領域的全球領導者，實現(xiàn)從“并跑”到“領跑”的轉(zhuǎn)變，未來的重點必須從追求規(guī)模轉(zhuǎn)向攻克底層核心技術、構(gòu)建自主創(chuàng)新的生態(tài)系統(tǒng)，為產(chǎn)業(yè)發(fā)展奠定堅實基礎。

（內(nèi)容來源：深圳特區(qū)報 記者：聞坤 熊子恒）

來源：深圳夢（微信號ID：SZeverything）綜合

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