合成生物学行业深度报告：以生物造万物，跨越多尺度寻求最优解.docx

投资案件

结论和投资分析意见

给予行业“看好”评级：作为革命性的技术，生物制造变“黑金经济”为“绿金经济”，符合全球绿色、低碳、可持续的发展要求，是破解化石原料瓶颈、变革传统制造工艺的重要方向。建议关注公司：梅花生物（稳定业绩+高分红，关注赖/苏氨酸涨价带来的机会）、华恒生物（老产品企稳，新产品放量，关注短期反转）等。

原因与逻辑

新质生产力特别强调“原创性”和“颠覆性”，生物制造是其中重要的发展方向。社会需求+技术进步是推动生物制造快速发展两大核心因素：

社会需求：1）人类社会发展遇到的最大困扰“地球变暖”，全球碳中和政策带来绿色制造需求；2）衣食住行各行业的发展归根结底都是材料的问题，传统化工领域材料的研发近乎停滞，生物制造助力破局材料瓶颈限制。

技术进步：1）基因技术：菌种构建、改造、筛选和迭代技术是合成生物技术核心关键的技术，基因技术的进步为生物制造的发展奠定了重要基础（读，读取，基因测序；写，复制，基因合成；改，改造，基因编辑）；2）AI技术：加速并优化合成生物学中的设计与发现过程。

有别于大众的认识

市场认为：目前国内合成生物学企业主要关注产品端发展，在初代菌种以及上游的工具层主要依托高校、科研院所，自身缺乏持续造血能力。

我们认为：1）目前合成生物学的发展整体仍处于早期阶段，对于国内企业而言，在上游使能工具和中游平台方面积累较少，短期需要的投入非常大，且短时间内很难形成效益；2）国内传统发酵产业全球领先，在下游产品的工业化量产方面具有深厚积累，短期通过与高校、科研机构的合作，能够快速将产品实现商业化落地，近年来从盈利水平方面也逐步体现，是非常符合国内情况的发展模式；3）从更长期的维度去看，往上游的投入和布局也不可或缺，在实现稳定产品盈利的同时我们也可以看到国内合成生物学企业陆续出手，例如凯赛生物，2023年战略入股AI蛋白质设计平台公司分子之心，实现AI蛋白质结构预测、设计技术领域的深度布局，2024年与具有丰富仿真模拟专业知识和经验的3P.COM公司签署了合资协议。

目录

合成生物学：打开生命科学的想象空间 7

什么是合成生物学？ 7

合成生物学顺应时代“绿色、低碳、可持续”发展要求 9

机遇与挑战并存，跨越多尺度寻求最优解 11

分子尺度：基因技术进步为生物制造发展重要奠定基础 12

电路/网络尺度：多维度剖析微生物的代谢调控机制 13

细胞尺度：合适的宿主细胞是合成生物学的“硬件基础” 15

生物群落尺度：规模化带来超越实验室场景的新维度 15

社会尺度：选品的艺术，社会、经济效益体现 16

生物制造发展正当时，优秀企业不断涌现 29

传统化工巨头：企业转型 30

海外典型合成生物学企业：技术服务 33

国内典型合成生物学企业：产品落地 35

核心假定的风险 42

关键结论与投资分析意见 42

图表目录

图1：合成生物学的发展历史 7

图2：“设计-合成-检测-学习“的循环和改进组成了合成生物学的研发流程 8

图3：合成生物学工作流程中工具的相对成熟度 8

图4：合成生物学与传统发酵的不同 9

图5：生物基产品碳排放量级碳减排比例 10

图6：全球合成生物学相关政策 11

图7：跨尺度解构合成生物学技术 12

图8：基因编辑技术发展历程 12

图9：酶的人工智能设计示意图 13

图10：基因测序技术发展历程 13

图11：丁二酸合成的4个限速步骤 14

图12：调控甘油能量代谢模式解决丁二酸合成的能量问题 14

图13：大肠杆菌细胞耐渗透胁迫的新机制 14

图14：自动化合成微生物平台概览 14

图15：合成生物学下游覆盖了医药、农业、食品、工业等多个产业领域 16

图16：合成生物学应用映射到Gartner技术成熟度曲线 17

图17：合成生物学的关键市场领域 17

图18：合成生物学的关键市场领域 17

图19：生物药种类丰富 18

图20：全球生物药市场规模预测趋势图 18

图21：全球生物药处于临床1-3期产品数（个） 18

图22：国内生物药市场规模预测趋势图 18

图23：国内生物药处于临床1-3期产品数（个） 18

图24：阿洛酮糖及其衍生物工程菌株代谢路径 19

图25：合成生物学在农业领域的三大主要应用 20

图26：石油、天然气和煤炭是基础化工的主要源头 21

图27：布伦特原油价格走势（美元/桶） 21

图28：国内动力煤价格走势（元/吨） 21

图29：生物法制造流程示意图 22

图30：1950-2015塑料的生产与其归宿 23

图31：部分生物基材料产业链示意图 24

图32：生物制造产