上海市生物工程学会：2023年美国国会议题合成生物学-工程生物学（16页）.pdf

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1、 美国国会研究服务局 合成/工程生物学：国会议题 中国科学院上海营养与健康研究所 上海生命科学信息中心 上海市生物工程学会 2023 年 2 月 合成/工程生物学：国会议题 合成生物学信息参考 2023 年 2 月（总期 132 期）1 美国国会研究服务局 合成/工程生物学：国会议题 编者按编者按：美国国会研究服务局（Congressional Research Service，CRS）于 2022年 9 月发布 合成/工程生物学：国会议题（Synthetic/Engineering Biology:Issues for Congress）报告。报告指出，合成生物学/工程生物学仍然是新兴领域。

2、由于对合成生物学及相关术语的定义还不够明确，例如工程生物学、基因工程、基因组工程等等，这就使得难以量化其应用领域、研究经费、公共投资以及经济影响趋势等。因此，该报告梳理了合成生物学的特定应用领域、美国近年来在合成生物学的投资与相关实践，以及生物安全和生物安保等问题，并讨论了美国国会在支持该领域发展中需要解决的一系列潜在问题，包括国际监管影响、公众参与等等。合成生物学有助于生物经济的发展，例如，基于产品、服务和生物资源衍生的经济份额的增长。许多人预测，生物经济或将成为经济增长的重要驱动力，未来 10 年，全球每年估值高达 4 万亿美元。许多人认为，生物经济的发展和转型，是应对和解决气候变化、粮食

3、安全、能源独立性和环境可持续性等重大挑战的途径之一。此外，生物经济技术（包括合成生物学）能够以分布式方式进行开发和部署，为美国各地区“再工业化”提供了新机遇。目前，对作为更广泛生物经济组成部分的全球合成生物市场规模的估计各不相同，一些人认为 2028 年将达到370 亿美元，也有一些人预测 2030 年将达到 1000 亿美元。1.潜在应用 开发与合成生物学相关的工具和技术具有广泛的应用潜能，包括医药、消费品、农业、智能材料、能源生产、保护和污染修复（图 1），但同时一些潜在用途也引起了人们对生物安全、生物安保和生态影响以及社会和更广泛管理问题的关注。下面讨论的特定应用也进一步说明了受合成生物

4、学影响的领域的广度。合成/工程生物学：国会议题 合成生物学信息参考 2023 年 2 月（总期 132 期）2 图 1 合成生物学应用实例（例举）来源：遗传保护前沿：合成生物学和生物多样性保护评估，2019 本图所示的产品/应用程序并不详尽，可以根据技术发展、监管部门批准或公众接受程度进行扩展。（1）生物制造）生物制造 合成生物学作为平台技术，在生物制造中发挥着至关重要的作用。生物制造是利用生物系统生产重要的生物分子，用于农业、食品、材料、能源和制药等行业，合成生物学在其中可以作为开发其他应用程序或工艺的基础技术。例如，在计算机中硬件或操作系统是软件应用程序运行的“平台”。一项分析预测，在未来

5、 20 年中，生物制造对材料、化学品和能源的直接年度全球影响可能是每年2000-3000 亿美元。合成生物学对生物制造业产生影响的最新案例，是与以前的疫苗开发方法相比，合成生物学在快速生产新型冠状病毒疫苗方面发挥了重要作用。在新冠病毒基因组公布 66 天后，人体临床试验就首次进行了疫苗接种。利用新冠病毒的基因序列以及与合成生物学相关的工具和技术，科学家能够合成编码疫苗抗原的基因，从而创造出一种基于 RNA 的合成疫苗。另一个案例是透明胶片（hyaline）的生产，透明胶片是一种透明、灵活和具有机械强度的胶片。这些特性使它们能够用于柔性电路、触摸屏显示器、打印电子产品和其他需要灵活性的电子产品，

6、如可穿戴设备和可折叠智能手机。这些胶片是由工程生物体生产的，并利用机器合成/工程生物学：国会议题 合成生物学信息参考 2023 年 2 月（总期 132 期）3 人技术和人工智能的迭代应用进行了优化。生物学、计算机辅助设计、机器人技术和工程学原理的结合通常在生物铸造厂中进行，这些设施提供了集成的基础设施，能够实现用于生物技术应用和研究的工程生物的快速设计、构建和测试。全球各地都有生物铸造厂，全球生物铸造厂联盟（Global Biofoundry Alliance）的成立，将用于协调全球范围内的活动。美国联邦生物铸造厂计划包括国防部高级研究计划局（DARPA）生命铸造厂计划和国防部（DOD）的