合成生物学可以应对脱碳挑战——但规模化吗？

Everledger 首席执行官 Leanne Kemp 与 CSIRO 的 Claudia Vickers 教授交谈，探讨了 Synbio 在满足循环经济迫切需求方面的巨大可能性。

蜜蜂丝，通过 CSIRO 的合成工艺生产，允许工业批量生产丝绸…… [+] 在室温下使用可持续资源。

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气候变化正迅速成为发明之母。 在世界各地，我们看到以生态为中心的初创企业和技术为善的创始人激增，他们认识到在寻求有助于地球脱碳和加速实现净零排放的新解决方案方面的价值 – 无论是在环境方面还是在财务方面排放。 世界经济论坛 (WEF) 发布了“大重置”倡议，旨在紧急重建我们的经济和社会体系的基础，以建立一个更加公平、可持续和有弹性的未来。 世界经济论坛呼吁为社会企业家提供更多支持和影响力。

合成生物学 (synbio) 已成为一个快速增长的行业，到 2024 年，合成生物学技术和产品的全球价值预计将达到近 200 亿美元。 数百家初创公司正在成立，尤其是在湾区、英国和澳大利亚，而研发机构正在赢得公共资金来扩大和升级他们的实验室。 CSIRO 估计，到 2040 年，该行业的直接经济影响可能在 2-4 万亿美元左右。 最具潜力的领域包括人类健康、农业、消费品和材料。

简单来说，synbio 是关于从生命的基石中设计有用的东西，使用 DNA 作为代码。 您采用丰富的生物原料——例如甘蔗中的食糖——然后通过发酵将其转化为价值数百甚至数千倍的东西。 想想绿色塑料或石油替代品，甚至是建筑材料。

上周，我与澳大利亚国家科学机构联邦科学与工业研究组织 (CSIRO) 合成生物学未来科学平台主任 Claudia Vickers 教授进行了交谈。 她评论道：“Synbio 类似于制作啤酒或葡萄酒，因为它使用酵母等微生物。 我们希望制造具有工业应用的天然生化产品，但在自然界中无法以经济可行的水平获得。 它们可能是高价值的药物，可以以相对较低的产量经济地生产，或者是价值较低的食品和饲料成分，需要以中高水平生产才能在经济上可行。”

也许合成生物学最热门的例子是 mRNA 冠状病毒疫苗——一种在 COVID-19 大流行开始后 12 个月内开发、测试和交付的新技术。 鉴于肉类生产的高碳足迹，替代蛋白质也是一个令人兴奋的领域。 例如，旧金山的 Impossible Burger 因使用一种叫做豆血红蛋白的植物蛋白而成为头条新闻，这种蛋白质在烤架上提供与牛肉饼相同的嘶嘶声和质地。 澳大利亚公司 Nourish Ingredients 生产的脂肪和油使植物性蛋白质的味道更像动物替代品，但保持产品不含动物成分。

Synbio 还可用于减少农业温室气体排放。 另一种由红海藻制成的化合物不仅可以使奶牛产生更少的甲烷，而且还提供了一种更自然的促进体重增加的方法。 与此同时，在时尚领域，Bolt Threads 的蜘蛛丝将出现在 Stella McCartney 的面料中，Spiber 已与日本的 North Face 合作。

生物革命

CSIRO BioFoundry – 从左到右：Janet Reid 博士、Huw Hayman Zumpe 先生、Claudia Vickers 教授

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但是，synbio 可以大规模提供解决方案吗？ 克劳迪娅当然是这么认为的。 “我们生活在不可思议的时代，”她说。 “大流行向人类突出了生物学的力量和危险，同时强调了我们现在必须设计解决生物威胁的方法的惊人能力。 这是生物革命的时代。 根据摩尔定律，DNA 读取和写入的进展速度比 IT 革命快得多，在摩尔定律中，微芯片上的晶体管数量每两年翻一番，但计算机的成本却减半。”

诸如“生物操纵”之类的语言不可避免地会引发关于弗兰肯斯坦食物和与自然玩耍的对话。 然而，克劳迪娅很快指出，这项技术并非凭空存在。 “我们知道基因改造是有争议的，我们承认我们有责任在符合道德规范的情况下进行研究。 我们也知道，许多人对合成生物学这一新兴领域如何解决环境、健康和农业问题感到好奇、充满希望和兴奋。”

她代表世界经济论坛的合成生物学未来科学委员会，与同事一起制定价值观，以指导发展并扩大全球合成生物学的地理创新。 公平、可持续性、团结和谦逊是帮助揭示系统性挑战和机遇的四个关键主题。

完整的圆圈：跟踪出处

DNA实际上是一个简单的代码。 与数字数据类似，它可以用签名和标记来标记。 Claudia 发现了与其他技术可能的交叉：“Synbio 汇集了许多不同的学科，包括计算机和社会科学。 我可以看到与区块链作为一种识别和跟踪来源的机制的自然契合。 区块链可以帮助为生物工程提供透明度和可追溯性。”

这是她的许多研究与区块链驱动的可追溯性解决方案的工作相结合的地方，例如公司采用的那些，远至时装屋的服装和电动汽车制造商跟踪其报废电池。

WEF 也在代表他们的企业和政府合作伙伴探索这些可能性。 正如克劳迪娅指出的那样：“事实上，分子起源对世界经济论坛的价值观起到了作用，因为公平要求我们了解每条生物代码的起源——并且任何价值和利益都返回给社区，DNA 或一块生物材料是从哪里来的。 利益相关者资本主义——可持续性考虑推动购买决策——正在成为经济生态系统中更重要的一部分。 区块链可以帮助追踪生物材料的循环过程。”

克劳迪娅和我相信，要实现可持续的经济，我们需要建立一个截然不同的经济体系。 这意味着从一次性使用的石化经济转变为循环的、基于生物的经济。 在城市里，40% 甚至 50% 的食物甚至没有送到我们的盘子里。 Claudia 指出，synbio 为社会提供了通过在当地生物基系统中发酵来回收碳和能源的潜力。 同样，想想每天被扔进垃圾填埋场的纤维和织物的吨位。 这些可以分解为可发酵的碳源，这也将有助于循环经济。

“我们现在设计生物学的能力从未如此重要，”克劳迪娅说。 “我们可以作为一个物种可持续地生活，但所有迹象表明，在发达经济体，人们还没有准备好做出这些生活选择。 相反，我们赌的是科学家和工程师会想出技术来应对这种情况。 从我坐的位置来看，生物学确实是唯一可以提供可持续解决方案的技术。”

下一步

我们都对生物工程能够应对这一挑战感到乐观。 “技术发展如此之快——我喜欢比尔盖茨的观察，我们总是高估未来两年可能发生的事情，但低估未来十年可能发生的事情。 我们过去十年在生物工程和工业生物技术方面的进步令人惊叹。 我们从未在可能性范围内考虑过的事情现在已成为日常应用。” 她补充说：“例如，我们建立了一个名为 BioFoundry 的机器人生物工程设施，它使我们能够在三个月内取得进展，而我用移液器和试管手动花费了十年时间。” 考虑到我在区块链行业的工作，我绝对同意这一点！

然而，synbio 仍然具有雏形的感觉。 问题仍然存在：synbio 能否在规模上发挥作用？ 尽管有很多聪明的想法和原型，但该行业仍处于饥饿和气候变化等全球挑战的边缘。 例如，“大规模”是指能够实现联合国可持续发展目标的东西——而不仅仅是从香精香料中赚到几块钱。

也存在重大的能力障碍——例如，目前全球范围内大规模发酵严重不足。 为了使该技术发挥其潜力，需要在原料和可再生能源旁边出现制造生物中心。 更好的是，通过让它们真正开放和民主化，它将加快任何行业进行测试、尝试、失败和转变的机会，并可能创造新的解决方案。 研发界需要努力迎接能够产生真正影响的重大挑战。

是时候在规模上有所作为。 无论是科学、技术还是循环经济，当我们致力于可持续发展和技术以实现良好的应用时，这就是我们在人类身上留下印记的方式。 大自然母亲在看着。

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原文链接：https://www.forbes.com/sites/leannekemp/2021/07/20/synthetic-biology-can-meet-decarbonization-challenges--but-at-scale/

原文作者：globalcryptopress

编译者/作者：wanbizu AI

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