化工行业深度报告：合成生物学，属于未来的生产方式-20210624-华安证券-103页_7mb

合成生物学——属于未来的生产方式

核心内容

合成生物学是一种新兴的生产方式，通过设计和改造生物系统，实现细胞为人类生产所需物质的目标。它被认为是实现可持续发展的关键工具，与传统化学合成相比，具有微型化、可循环、更安全的特点；与传统发酵工程相比，具有更定向的细胞干预能力。合成生物学正逐步从科学研究走向产业化，成为绿色制造的重要组成部分。

主要观点

• 合成生物学的产业化进程正在加速，已进入成长期。
• 与传统化学合成和发酵工程相比，合成生物学在生产效率、环保性、原料来源等方面具有显著优势。
• 合成生物学对产业链的覆盖范围广泛，可应用于生物基化学品、生物材料、生物能源、现代农业、环境治理等领域。
• 合成生物学的发展依赖于基因测序成本下降、基因编辑技术进步等技术突破。
• 合成生物学是化学制造的有力补充，而非完全替代，其适合生产小分子，而大分子仍需化学合成方法。

关键信息

• 市场前景：合成生物学市场预计将在2027年超过400亿美元（2600亿元人民币），年复合增长率（CAGR）为26.3%。
• 技术发展：合成生物学的发展分为四个阶段，从基础研究到产业应用，技术不断突破。
• 产业链布局：合成生物学公司可分为两类，一类是全产业链公司，另一类是研发服务型公司。
• 技术工具：包括基因组编辑技术（如CRISPR）、多基因调控技术、蛋白骨架技术、基因动态调控技术、高通量筛选技术等。
• 应用领域：涵盖药物、生物材料、生物能源、农业、环境治理等多个方面。
• 风险提示：包括产业化进程不及预期、生物安全、伦理问题、菌种泄露、法律诉讼等。

合成生物学是绿色制造的核心

• 原料端：使用可再生资源，符合可持续发展理念。
• 工艺端：生物法流程更简单，碳排放更低。
• 后处理端：微生物参与废弃物治理，生物基材料易于回收，减少环境负担。

机遇与挑战并存

• 机遇：合成生物学在多个领域展现出巨大的潜力，如药物、材料、能源等。
• 挑战：包括原料来源拓展、基础分子不明确、市场推广与标准建立、生物安全与伦理问题、公司综合能力要求高等。

投资建议

推荐关注以下公司：凯赛生物、华恒生物、Ginkgo Bioworks、Zymergen。这些公司代表了合成生物学的领先力量，具有较高的成长性与技术平台优势。

风险提示

• 产业化进程不及预期
• 菌种及配方泄露
• 法律诉讼
• 生物安全与伦理风险
• 下游认证不及预期

合成生物学发展复盘

合成生物学的发展经历了四个阶段：创建期、扩张期、快速创新期和产业化阶段。从2000年至今，合成生物学在基础研究、专利布局、产业投资等方面加速发展。

合成生物学主要工具

• 基因组编辑技术：如CRISPR，提高基因编辑效率，降低成本。
• 多基因同时调控技术：优化代谢途径表达平衡。
• 蛋白骨架技术：提高酶与底物的结合概率，提升产物合成效率。
• 基因动态调控技术：根据环境变化动态调控基因表达。
• 高通量筛选技术：加速基因调控元件、酶活性、基因线路等的筛选与优化。

未来展望

合成生物学预计将在未来5年内达到千亿美元市场，成为未来制造的重要补充手段。随着技术的不断进步和产业化的推进，合成生物学将在多个领域发挥重要作用，推动绿色制造和可持续发展。