在 “双碳” 目标与产业升级的双重驱动下,国内合成生物学企业宣布实现工业微生物的 “超级进化”:通过 AI 驱动的基因组编辑与代谢通路重构,将微生物的目标产物合成效率提升 10-100 倍,生产成本直逼传统化工路线,为生物制造替代化学合成开辟了广阔空间。
技术突破的核心在于 “AI 设计 + 自动化改造” 的微生物工程平台 。该平台包含三大模块:其一,AI 代谢网络建模系统可模拟微生物的代谢流分布,预测关键限速步骤与潜在改造靶点;其二,自动化基因组编辑系统可实现多基因同步编辑,单日可完成 100 株工程菌的构建;其三,高通量筛选系统可在 1 周内完成万级规模的菌株筛选。

在生物基材料领域,该平台改造的工程菌将聚乳酸(PLA)前体的合成效率提升了 50 倍,生产成本降至 8000 元 / 吨,与石油基塑料 PET 的成本持平。某生物材料企业应用该技术后,建成了全球首条万吨级生物基 PLA 生产线,产品已进入可降解包装、纺织纤维等领域,较传统塑料减少碳排放 60% 以上。
在高附加值化学品领域,工程菌的表现同样惊艳。以抗癌药物紫杉醇的前体为例,改造后的工程菌发酵效价从 0.1g/L 提升至 10g/L,提取成本降低 90%,使紫杉醇的原料药成本下降 50%,惠及全球癌症患者。在香精香料领域,工程菌合成的天然香兰素纯度达 99.9%,成本仅为植物提取法的 1/5,已在多家国际日化企业实现替代应用。
中国生物工程学会秘书长表示:“合成生物学与 AI 的融合,让工业微生物具备了‘定向进化’的能力。这种能力不仅能突破天然微生物的合成限制,更能创造出传统化学合成无法实现的新分子。” 目前,该平台已与巴斯夫、诺维信等国际化工巨头达成合作,共同开发新一代生物基产品,推动全球制造业向 “绿色生物制造” 转型。