深圳發(fā)布?|?這座合成生物領(lǐng)域超級工廠就藏在深圳
走進深圳光明科學(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(shè)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。
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)施涵蓋逾百種標準化自動化工藝,已構(gòu)建包括智能化設(shè)計、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,深圳對合成生物產(chǎn)業(yè)形成強勁磁吸效應(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(shù)產(chǎn)業(yè)化
合成生物大設(shè)施由深圳市發(fā)展和改革委員會批復(fù)立項,中國科學(xué)院深圳先進技術(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”,效率低、通量小、結(jié)果波動大。合成生物大設(shè)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(xué),構(gòu)建了覆蓋“設(shè)計—構(gòu)建—測試—學(xué)習(xí)”(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(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(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(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。”金新農(nóng)副董事長張國南表示,合成生物大設(shè)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(shè)施的科學(xué)與工程團隊便能量身打造自動化實驗方案,并負責(zé)執(zhí)行到底。這是一種從“企業(yè)出題”到“設(shè)施解題”的精準賦能。
合成生物設(shè)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(wù)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(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)占比達三成。
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(lǐng)域更宏大的布局,是構(gòu)建一個讓基礎(chǔ)研究、技術(shù)開發(fā)與產(chǎn)業(yè)應(yīng)用“零距離”互動、無縫銜接的創(chuàng)新生態(tài)。合成生物大設(shè)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(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(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(fù)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(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)施的自動化高通量平臺。在這里,大設(shè)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(yīng)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(shè)施不再是簡單的設(shè)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(guān)政策,主動引導(dǎo)企業(yè)與重大設(shè)施結(jié)對攻關(guān),將科技資金精準滴灌到產(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,同時也在夯實“明天”引領(lǐng)全球的基礎(chǔ)。合成生物大設(shè)施的目標,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,推動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)在其對基礎(chǔ)研究“無人區(qū)”的強有力支撐上。中國科學(xué)院深圳先進技術(shù)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(shè)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(guān)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(chǔ)突破,為未來理性設(shè)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(shè)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(shè)施產(chǎn)生的標準化、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隊負責(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(shè)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(xué)全國重點實驗室、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;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(lǐng)先身位。

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
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