华熙生物：走在合成生物前沿，让生物科技造福人类生活

维生素C是常见的一种保健品，表面上看似其貌不扬，技术含量不高。但不要小看这小小的维生素C药片，在哥伦布的时代，海员往往因为维生素C摄入不足而得坏血病，死亡率极高，它的“保命”作用不言而喻。

到了1930年左右，研究维生素C的科研人员还获得了诺贝尔奖，虽然那时候维生素C的结构已经明确，不过合成和工业化生产依然存在很大的问题。

事情的转机发生在1970年左右，我国的科学家首先想到了从微生物入手去发酵获得维生素C，开发的两步法工艺让我国一跃成为世界上维C产量最大的国家，占国际上产量的85%以上，并摆脱了维C依靠进口的局面，还可以出口到其他国家。

这里提到的微生物发酵，和近年热度十分高涨的合成生物学有着密切的关系。别看只是用微生物发酵来生产小小的维生素C，要想操纵这些微生物为人类干活，并且还得有足够的效率，成本还要低廉，确实是一件非常困难的事情。

到了如今，合成生物学的应用范围更加广泛，人们日常生活的衣食住行都可能通过合成生物学技术来生产获得，比如人造肉、疫苗、清洁能源等等，甚至利用合成生物学技术还可以把敦煌壁画的图像存入DNA中，可延长保存时间至几万年，所以有人把它称为“第三次生物技术革命”，国家的《“十四五”生物经济发展规划》中也多次提到了合成生物学技术。

那么，什么是合成生物学，为什么它对于个人的未来都很重要呢？

简单而言，目前合成生物学最大的突破，就是可以去操纵细胞（目前主要是微生物），读取、复制、改变细胞基因信息，让它们为人类服务，去合成人们需要的生物活性物质的过程。它比传统的动植物提取、化学合成要节省能源，也更加可持续。

这个过程，就是把微生物作为一个小小的工厂，然后在里面进行装修改造，可以把它变成葡萄糖工厂，也可以把它变成氨基酸工厂，总之想要什么，就可以改造成什么，而微生物有超强超快的繁殖能力，人类就能几乎无限地从其中获得所需要的“宝藏”。

说起简单，不过真正要实现这些过程还是非常困难的。在实验室让微生物稳定产生某种成分已经不容易，更别说把它放大到几吨、几十吨的规模，尤其还得按照科学家设定的路线去走。

对于当年的维生素C来说，操纵微生物的程度还比较低，只是利用菌种自身的特性，控制发酵条件去产生维生素C的前体。

而如今的合成生物学，是创新地通过改写基因信息，对微生物细胞进行重新编程，再让它们生产一些全新的物质出来，必须要对这些物质从前到后的合成路径非常清楚才行。

从合成生物学中得益的，不止是制造和医药行业，化妆品中含有的许多活性物质成分，如今都可以通过合成生物学获得，而且纯度更高，功效更好，价格还更实惠。

而从2018年开始就布局合成生物学的华熙生物在这方面走在国内很多企业的前头，以前只知道华熙生物的透明质酸很厉害，但实际上华熙生物是一家以合成生物技术为驱动的生物科技和生物材料公司，而其最重要的竞争能力，就是合成生物学。

以透明质酸为例，早期透明质酸只能通过从动物组织（如鸡冠）上提取，但原料获取难度较高、提取率非常低、价格昂贵，后来科学家发现通过微生物发酵生产透明质酸的方法，通过培养特定的微生物来获得透明质酸，产率得到大幅度提升，也使得透明质酸实现了规模化生产。

华熙生物当年在这方面花费了巨大的人力物力，经过多年持续不断的研究，获得了远超同行的产业化水平，而且还通过酶切技术，自由控制透明质酸的分子量，现在常见的小分子透明质酸、超小分子透明质酸等等，基本都来自于华熙生物。

另外，像依克多因、麦角硫因等物质成分，华熙生物也能够通过自身的微生物发酵平台生产出来，在许多化妆品中应用非常广泛。

但是通过传统微生物定向发酵获得的透明质酸产率还是有极限的，所以后来合成生物学技术兴起之后，科学家们可以更高效地对微生物的基因进行编辑、改写、插入一些新的片段，这些新的基因进入之后，就像给微生物打了鸡血，合成的速度继续加快。华熙生物目前也已经在通过合成生物学的手段来改造这些微生物，

原本通过微生物发酵法（第二代微生物发酵技术），每升发酵液可以提取十几克透明质酸；通过合成生物技术（第三代微生物发酵技术），每升发酵液可提取几十克透明质酸，生产成本可降低3/4。更加节省能源也更环保。

如果继续改造，甚至可以控制合成出来的透明质酸的分子量，定向获取不同分子量的透明质酸，直接省掉了后续酶切的过程。

除了透明质酸之外，目前华熙生物已经通过合成生物技术来获得胶原蛋白、5-ALA、NMN、人乳寡糖、硫酸软骨素、肝素等常见药物和化妆品的原料，未来这些原料物质会慢慢应用到更多产品中，改变大家的生活。

去年，华熙生物还成立了山东省生物活性物合成生物学重点实验室，并于今年在北京建设了合成生物学国际创新产业基地，承担多个国家重点项目，在国内多家聚焦合成生物的企业之中首屈一指。

为了普及合成生物学的科学知识，华熙生物在北京还建设了全球首座合成生物科学馆，占地1000平方米的场馆里面通过各种方式展现了合成生物学的发展、前景及未来。

总之，合成生物学的兴起，造福的是每一个普通人，利用微生物和细胞合成的生物活性物质原料，最终赋能于日常生活中的食品、药品、保健品、化妆品等等，让生活更加健康和便捷。与此同时，应对未来能源短缺、碳排、污染严峻等问题，合成生物学也是绿色制造、实现双碳目标的重要技术支撑。

本文转载自知乎答主：胡晓波