“生物制造的重点在于‘设计生命’，这需要强大的底层能力：基因编辑工具、菌种设计算法、酶工程技术、代谢路径数据库等，但这些是目前我国相对薄弱的环节。”

“而且核心菌种仍多依赖国外资源；关键酶和生物反应器部分零部件尚需进口；工业级生物信息数据库尚未完全建立。要实现真正的“生命智造”，必须攻克这些基础性难题，构建自主可控的技术底座。”

近日，中国工程院院士、北京化工大学校长谭天伟在《人民日报》发布的文章中表示。

谭天伟院士是我国生物制造产业主要发起者，率先在国际上提出第三代生物制造概念，利用生物制造的方式开发生物能源、生物基材料和生物营养健康品，并实现了脂肪酶的发酵生产和酶工业催化的应用等，其相关成果有助于提升生产效率并降低碳排放，推动我国生物制造产业高质量发展。

“突破底层技术壁垒，打造自主创新体系”一直是谭天伟院士强调的生物制造产业发展重点。

此前谭天伟院士曾在《新型工业化》发布文章指出，我国生物制造要重视底层技术研发，推动生物技术与人工智能融合创新，弥补和国际领先国家在数据、软件等底层技术方面的差异，具体包括：

• 重点突破酶及细胞设计的关键底层技术，实现特殊功能酶分子的设计以及高鲁棒性的底盘菌株的构建，打造适配工业环境与工业原料的生物催化剂体系。

• 构建具有自主知识产权的数据库及软硬件保障体系，建成大规模DNA合成与智能组装、标准生物元件及菌种库、自动化工程生物设计基础设施，建设“蛋白质结构预测－代谢网络建模－细胞工厂虚拟迭代”智能设计平台，提升我国生物制造原始创新能力。

• 以及开发具备自主知识产权的高通量DNA合成仪、在线代谢监测传感器、模块化生物反应器等专用装备，实现关键设备自主可控。

除了底层能力有待提高，谭天伟进一步指出，我国生物制造产业还存在科研成果产业化落地困难的问题。

据分析，很多生物制造技术在实验室里已经成熟，但在产业化过程中却卡在中试阶段。生物反应过程极其复杂，菌种在小试时活跃，到大规模发酵罐中却“罢工”；成本控制、稳定性、安全性等也是经常面临的问题。

目前，我国正在加快建设国家级中试验证平台，推动科研与产业衔接。未来，这些平台将成为生物制造从“论文”变成“产品”的桥梁，让更多科研成果走向市场。

谭天伟院士尤其重视中试平台的建设，建议强化国家级中试平台建设，加速技术商业化落地。

要面向产业共性需求，建设一批可辐射中小创新企业的通用型生物制造的中试放大平台和中试基地，提供“菌种设计－工艺验证－产品认证”全链条服务，有效推进从基础研究到制造生产的每个放大阶段的技术创新迭代，将技术转化周期压缩至3~5年，加速推进初创企业及科研院所“从0到1”的突破性技术进入量产阶段。

“另外，新技术要进入生活，离不开制度保障。目前，生物基产品的低碳认证、生物安全评估、市场准入机制仍待细化。如何量化生物制造产品的碳减排贡献？如何评估合成微生物的环境风险？这些都需要建立统一的标准。” 谭天伟院士进一步强调。

虽然面临重重挑战，但是谭天伟院士十分看好生物制造的产业前景。

根据相关机构预测，到2050年，全球约60%的工业产品可通过生物制造生产。生物制造未来产生的经济价值或将超过30万亿美元。谭天伟院士曾强调，从某种程度上来看，生物制造的重要性不亚于芯片研制。

“因为生物制造改变了传统生产的逻辑。如果说工业革命让机器替代了手工，那么生物制造就是让生命替代机器。生物制造正融入我们生活的方方面面，并悄然改变着生产的逻辑。”谭天伟院士表示。

从具体产业应用来看，据谭天伟院士梳理：

在时尚产业领域：科学家已能让细菌“吐出”丝蛋白，做成柔软耐磨的生物丝绸；藻类和真菌能合成可降解纤维，替代聚酯、尼龙等石化纺织品。

在建筑领域：科学家利用“生物砖”技术，让真菌菌丝和矿物颗粒结合，形成坚硬、轻质的砖块。这些砖在潮湿环境下能自我修复、吸收二氧化碳。

未来的汽车、飞机领域：可能用上“二氧化碳做的油”。某些特殊菌种能“吃”二氧化碳、“吐”出乙醇或航空燃料。

在医学领域：生物制造正在重塑药物的生产方式。过去需要几百个工序才能合成的药物分子，如今微生物几天就能完成。未来，医生或许能直接在医院里“打印”药物和组织器官，提供个性化医疗。

在谭天伟院士看来，未来的生物制造产业发展有三大趋势。

趋势一：“人工智能+生物制造”——让“设计生命”像写代码。人工智能正在成为生物制造的新引擎。通过机器学习，人工智能可以帮助科学家预测基因突变效果、优化代谢路径、快速筛选高产菌株。以前改良一个菌种需要几年时间，通过人工智能可以把时间缩短到几周。

趋势二：碳循环制造——从“碳消耗”迈向“碳循环”。以二氧化碳为原料的“碳捕集+生物转化”技术已取得重大突破。未来，越来越多工厂不仅不用排放二氧化碳，还能“吃碳吐产品”。这意味着制造业或将从“碳消耗”迈向“碳循环”。

趋势三：跨界融合——从单一技术到生态网络。未来的生物制造将不再是单一技术，而是一个多学科融合的生态网络：生物学与材料科学结合，催生新型生物材料；生物技术与能源产业结合，形成绿色燃料体系；生物制造与智能制造结合，诞生自动化、数字化、可编程的“生命工厂”。

▲美丽生物制造

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