生物制造到底能改变什么?

在2026生物制造大赛启动仪式上,中国科学院院士、上海交通大学教授邓子新给出了一个直观的解释:合成生物学和土木工程、机械工程有相似之处,都是先根据需求设计蓝图,再按照蓝图组织材料、搭建系统。不同的是,传统工程使用砖头、水泥和机械零件,合成生物学使用的是基因、蛋白、调控元件和细胞底盘。

这意味着,生命系统正在被工程化,就像积木一样,被重新设计与搭建。

过去,人类发现新药、新功能成分、新农业产品,往往依赖从植物、动物、微生物中筛选。青霉素、链霉素、阿维菌素、青蒿素等经典成果,都与天然筛选密切相关。但这种模式也有明显限制:发现难、培养难、工艺复杂、资源消耗高,进入量产后还可能面临污染、排放、安全和成本问题。

邓子新院士指出,生物制造正在改变这一传统路径。随着基因组学、大数据、高通量筛选、自动化平台和AI技术发展,生物制造正在从“找菌种”转向“找基因”,从“被动筛选”转向“主动设计”,从“利用自然菌种”转向“人工设计产生菌”。

一、从“天然获取”到“主动设计”

在邓子新院士看来,生物制造是大健康创新的引擎,也是新质生产力的重要驱动力。

它的价值,不只是发现一个新分子,而是改变产品的来源和生产方式。通过基因编排和细胞工厂构建,一些原本来自植物的天然产物,可以由微生物像“酿酒”一样生产出来。这就是他提到的“借腹生子,以小博大”。

例如,一些风味物质、天然活性成分、农业活性物质和健康相关产品,原来需要大量植物原料才能提取,受种植周期、产地、气候和供应链影响较大。通过合成生物学方法,可以把相关基因放入酵母菌等底盘细胞中,让微生物生产目标产物,从而提升生产效率,降低资源消耗,并提高供应稳定性。

这背后是一个更深层的变化:产品不再只是“找出来”,而是可以被“设计出来”。

二、从“能生产”到“更高效、更绿色地生产”

生物制造的价值,不止于替代原料来源,更在于推动全产业链的升级。

邓子新院士在发言中提到,生物制造可以用于改变产品品质、减少无效组分、优化生产路径、降低污染排放,并推动传统化学合成路线向生物合成路线转变。比如在代糖、维生素E等产品中,生物合成路径有机会缩短生产流程、降低能耗和安全风险。通过微生物发酵或生物转化,可以把复杂路径变得更简单、更经济、更环保。

生物制造还可以解决传统发酵工业中的实际问题。比如部分抗生素生产过程中存在异味排放、尾气处理和生物污染问题,通过基因组分析和基因编辑,可以找到产生异味或污染风险的关键环节,并在不影响主产品生产的前提下进行改造。

这类案例说明,生物制造不是停留在实验室的前沿概念,而是在真实产业中解决问题:降低成本、减少污染、提升稳定性、提高安全性。

三、大赛使命,把“一小步”聚变成“一大步”

邓子新院士在发言中提到,合成生物学和生物制造结合起来,需要科学家和工程师一起合作,对生物体进行“布线”和“编程”。目标是更高效、更经济、更环保地生产药物、食品、健康产品和绿色能源,并为重大疾病诊疗提供新手段。

这句话也点出了生物制造产业化的关键:技术突破只是起点,真正重要的是把技术变成产品、工艺、平台和产业能力。

当前,生物制造已经进入从科研突破走向产业落地的关键阶段。一方面,底层技术正在加速发展,包括基因编辑、细胞工厂、酶工程、AI驱动设计、数字化工艺平台等;另一方面,应用场景正在不断拓展,覆盖食品及日化功能原料、生物基材料、绿色农业、关键设备及试剂国产化、生命健康等方向。

这正是2026生物制造大赛设立并设置前沿技术和应用创新两大赛道的意义。

对科研团队来说,这是一次把实验室成果推向产业场景的机会。

对创新企业来说,这是一次被资本、园区和市场看到的机会。

对大企业和地方产业来说,这是一次发现新技术、新产品、新场景的机会。

生物制造的未来,不会只靠某一个单点技术突破,而要靠科学发现、工程放大、场景验证和产业资源的系统协同。

正如邓子新院士所说“原始创新的一小步,可能就是产业发展的一大步。”

2026生物制造大赛要做的,就是把这些“一小步”淬炼出来、托举出来、聚变起来,让更多创新真正走向产业,走向市场,走向美好生活。

大赛官网:https://www.chinasme.cn/bioCompetition/home