生成生物学如何助力创造更美好的明天

• 合成生物学有望显著提升生活质量。尽管这一领域正朝着迎来“ChatGPT时刻”汇聚力量，但它尚未带来预期中的社会层面跃升。

• 随着数字技术融合与大数据的发展不断拓展合成生物学的应用范围，生成生物学将带来亟需的可预测性和可扩展性。

• 通过解决限制合成生物学影响力的关键根本障碍，生成生物学将释放变革性成果。

遗传生物技术已深刻改变社会，40多年来不断带来突破性创新。早期的一些成功应用包括胰岛素生产和洗涤剂去渍酶。近年来，合成生物学加速了生物技术创新，例如新冠肺炎mRNA疫苗和抗病香蕉等众多创新。

尽管如此，合成生物学（用于工程化改造生物体的工具和知识）的全部潜力和承诺尚未实现，重大挑战依然存在。然而，各种变革性技术正汇聚于生物学领域，带来新的知识和工具；因此，合成生物学的开发和规模化将日益更有效、更高产、更快捷、成本更低。

事实上，我们正站在一个新时代的门槛上，生成生物学将带来充满变革可能性的未来。这个未来会是什么样子？我们需要做些什么才能抵达那里？

以生成生物学引领变革

多个学科共同催生了合成生物学。如今，这一领域正迎来关键时刻：其他领域技术日趋成熟并相互融合，正在改变各种可能性。

一个特别重要的变革驱动力，是将人工智能（AI）算法和机器学习工具应用于生物学领域——“生成生物学”正在改变我们与生物学互动的方式，也在改变生物学能够带来的成果。

此类创新有望大幅加快商业成果的开发，造福人类与地球。试想一下，为患者量身定制并迅速给药的药物，或能在数小时内分解并实现废物增值利用的环境解决方案。生成生物学有望带来无限改进，并已开始创造变革性成果。

沿着这一方向，相关领域进展迅速，每个月都有数千篇新论文发表，新的AI生物学工具不断涌现。几年前、甚至几个月前还只能想象的事，如今正成为现实，这一切都得益于数据生成、实验室自动化、计算能力和AI创新等基础领域的进步。

这些进步并不局限于实验室，已经取得商业成功。例如，基于AI的蛋白质药物设计公司Icosovax被大型制药公司阿斯利康收购，交易金额超过10亿美元。

除了制药领域，这些进步也为人类和地球带来切实益处。例如，如今大气中的二氧化碳以及绿色电力和氢能可以转化为化学品和新型富含蛋白质的食品；中国和日本 正承诺在这一领域投入数十亿美元。

扩大生成生物学的影响

同样有益于地球的是，各家公司正在开发新的方法来制造和染色纺织品 ，以避免当前做法对环境造成的负面影响。跨越计算机编程和合成生物学领域的创新，正通过先进的生物工程方法改变 患者治疗效果。

这些衣服采用对地球友好的细菌染色。

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鉴于生成生物学的巨大潜力，主要商业企业正纷纷加入：谷歌、Meta、微软等公司正在该领域进行大量投资。风险投资家也开始关注，大量资金正流向新创公司，而生成生物学正在这些公司中创造更大的商业影响。

领先的计算机芯片制造商也发挥着关键作用，因为性能更强的芯片能够为高性能计算应用提供优势，助力处理大数据并实施AI工具。

尽管投资增加、技术不断进步，合成生物学距离兑现其所有承诺仍有很大差距。

有 许多原因使得新技术难以应用于新市场或新用途，其中大多数并非合成生物学所独有。许多新技术在试图跨行业、跨市场取代传统且受到高额补贴的技术时，往往都会面临相同障碍。

在合成生物学赋能的产品和工艺确立其地位、成为企业领导者和公众的首选之前，还必须解决其他根本性挑战。一些长期存在的挑战包括：公众认知度历来较低、监管存在不确定性、商业化成本高且耗时，以及合成生物学大多数应用领域商业成熟度不足等。

应对生成生物学的挑战与机遇

要充分兑现合成生物学的承诺，前路依然漫长；生成生物学则通过为生物学带来更可预测的结果，正在加快变革性突破的步伐。

此外，支持性的监管和政策有助于与历史悠久、长期存在的行业“营造公平竞争环境”。定制化且性能更高的产品也必须以终端用户容易理解和认可的方式呈现。

尽管道路上既有风险也有进展，有一点十分明确：合成生物学的格局正在改变。随着生成生物学在各应用领域不断取得商业成功，商业案例将更具说服力，投资将持续流入，更多企业也将应用生物学，将其作为核心商业技术，在全球不同地区和经济体中以各种规模加以应用。

随着生物学驱动的变革不断提速，要释放技术驱动型生物经济的潜力，并推动各行业摆脱既有的资源开采型流程，还需要付出更大努力和投入更多时间。回报将十分可观：替代方案成本更低、可预测性更强，并能更有效地应对地球和人类面临的挑战，而这些领域鲜有其他解决方案。

让地球蓬勃发展、恢复生态系统与生物多样性；提供个性化且普遍可及的医疗保健方案；以可持续方式在不同地区生产燃料、化学品和材料，同时满足社会需求；通过利用DNA进行节能型长期数据存储和基于下一代生物学的计算，显著推动信息技术进步——得益于生成生物学，这些都是合成生物学日益助力创造更美好未来的一些方式。