重磅消息！我国科学家突破抗癌药物紫杉醇生物合成技术

瞻观前沿

近日，中国农业科学院深圳农业基因组研究所(岭南现代农业科学与技术广东省实验室深圳分中心)成功发现了紫杉醇生物合成途径的关键缺失酶，为紫杉醇产业化生产奠定了基础。

中国农业科学院深圳农业基因组研究所研究员闫建斌介绍说，这项研究利用了基因组学、代谢组学、生物化学等技术手段，对植物红豆杉中的多个紫杉醇生物合成关键候选基因进行了筛选。最终，他们成功发现了紫杉烷氧杂环丁烷合酶和紫杉烷碳9位氧化酶，这两个酶是紫杉醇合成过程中的关键环节。研究人员将新鉴定得到的酶与已知合成酶进行组合，并通过多次尝试，最终成功生成了紫杉醇生产的重要原料巴卡亭III，实现了紫杉醇的生物合成。

闫建斌表示：这项研究不仅对指导红豆杉遗传育种和种质资源的高效利用具有重要意义，也很有希望推动我国的紫杉醇产业化发展。

据了解，这项研究是由中国农业科学院深圳农业基因组研究所与国内外多家单位合作完成的，相关研究成果已发表在权威学术期刊《科学》上。

紫杉醇是一种重要的抗癌药物，而其来源于红豆杉，一种植物资源。通过这项研究，科学家们成功打通了紫杉醇的生物合成途径，为紫杉醇的产业化生产奠定了基础。这将有望为我国的医药产业发展和抗癌药物的供应提供更多可能性，对于人类健康具有重要意义。

（图片来源：摄图网）

技术价值观察

合成生物学的核心内容是生物元件、基因线路、基因组工程及代谢工程。生物技术的进步推动着合成生物学快速发展，颠覆性使能技术是支撑合成生物学发展的关键，基因测序、基因编辑、基因合成、细胞设计、高通量筛选等技术的发展对合成生物学的发展有着重要的支撑和推动作用，基因测序、DNA合成以及基因组编辑技术都是其核心使能技术。除此之外，合成生物上游还包括葡萄糖、甘油和甲烷及其衍生物等原材料。

合成生物学中游包括平台搭建和产品制造，平台型企业主要负责原料选择和底盘细胞选择及优化，产品制造企业则在各种平台基础上生产具体的产品。值得一提的是，目前大多数合成生物学企业均完成了产业链的延伸，兼具平台搭建和产品制造能力。

合成生物学下游应用广泛，目前比较成熟的应用领域包括医疗健康、工业化学品、农业、食品和能源，随着合成生物学技术的不断进步，未来其下游应用领域有望进一步扩展。

我国科学家通过多次尝试，最终成功生成了紫杉醇生产的重要原料巴卡亭III，实现了紫杉醇的生物合成。处于合成生物学产业链的上游环节。

宏观市场观察

美国、亚太地区、欧洲地区发展状况良好

全球合成生物学行业在美国、亚太地区、欧洲地区均发展较为良好，尤其是北美的美国目前是全球合成生物学的领先者，美国合成生物学知名企业包括Ginkgo Bioworks、Zymergen、Amyris等。

华大智造研发投入遥遥领先

2018-2022年期间，我国合成生物学代表性上市企业总体持续保持一定的研发投入，但除华大智造外，其余四家代表性上市企业的研发投入力度与其企业经营效益存在一定关联，即经营效益好的企业，研发投入规模更大，经营效益一般的企业，其研发投入力度则相对较小;值得注意的是，华大智造的研发投入相对其营业利润而言较大，2022年达到了8.14亿元，表明部分技术主导程度更高的合成生物学企业在发展的初期阶段会投入大规模的资金进行研发。

注：华大智造及川宁生物由于为2022年上市企业，因此未披露2018年的研发支出规模数据，下同。

产业链上游附加值较高

从合成生物学产业价值链的传导的情况来看，合成生物学行业上游涉及基因工程，底盘细胞等原材料生产，由于科研含量较高，竞争者较少，研发周期较长，毛利率普遍更高，初步统计底盘细胞生产及基因重组上市企业的毛利率高达75%以及80%;中游涉及合成生物学技术平台以及生物仪器的供应，相对而言毛利率有所下降，分别约为40%及50%;下游应用市场由于行业的区别附加值有所区别，其中生物医药的毛利率更高，达到60%，而化工及食品行业的附加值则偏低。

注：价值链分析中的数值表示该领域毛利率的大致情况。

中国合成生物学技术赛道热力图

根据产业热力图显示，目前合成生物学关键技术强相关的城市集群主要集中在华东、东北和西南地区，尤其是福建省 成为重点发展区域。这些城市群已投入大量政策、资金、环境和人才资源用于合成生物学研发，成为潜在的合成生物学技术发展中心。根据热力图的分布华东地区有极大的可能性成为合成生物学技术的先导区域。重点关注福建省福州市台江区、吉林省长春市南关区、安徽省合肥市蜀山区等地的相关企业，以及这些地方对合成生物学产业发展的投资环境和潜力市场。

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标签： 合成 生物学 紫杉醇 随笔