岁末年初的文件存储新思考：DNA变身硬盘，生物制造：从DNA存储到产业新变革

岁末年初与文件存储相关的话题，引出天津中合基因科技有限公司将《茉莉花》转化为DNA寡核苷酸序列存储起来，就像DNA变成了硬盘一样。进而介绍生物制造的内涵，包括改变物质生产方式和路径等，还讲述了天津在生物制造领域的发展历程，如天津工业生物技术研究所的发展、成果等。接着阐述了天津在生物制造产业的五大优势，以及国投集团在天津成立生物制造创新研究院有限公司给天津带来的升级变化，最后讲述这一布局给天津生物制造相关企业带来的融资、场景、创新等机会。

岁末年初，各类总结文件纷纷出现。你有没有想过，存储一份文件需要多大的空间呢？在办公桌上，能堆放几摞文件；电脑或者移动硬盘，可以存储几百G的文件。然而，一个公司全年的文件呢？是存放在档案室还是云端？一座城市几十年的文件，又需要多大的存储空间呢？

天津中合基因科技有限公司给出了一个令人意想不到的答案。在一间实验室里，“80后”的公司负责人孙隽带领几位“90后”博士反复进行一项实验：小心翼翼地移动一小滴被油包裹着的溶液，通过显微镜进行监测，不断地“摆弄”溶液中的酶，促使DNA重新排列组合。

经过一年多的探索，这个科研团队成功地将著名乐曲《茉莉花》转化为8组不同的DNA寡核苷酸序列，最终以粉末的形式将其存储起来，这就相当于把DNA变成了硬盘。

与采用二进制的电脑相比，DNA是双螺旋结构，有“A”“T”“G”“C”4种脱氧核糖核苷酸，具有8个通道并行写入的能力，排列组合数量呈几何级增长，存储潜力也更为巨大。孙隽说：“一颗玉米粒大小的DNA存储粉末，就能够存下一操场的文件。”

更重要的是，孙隽等人实现了DNA存储信息从数据编写到读取的一体化功能，这意味着人们可以轻松地“存”进去，又能简单地“读”出来。几个月后，这项由孙隽团队和其他科研单位共同完成的突破成果，发表在美国科学院院报《PNAS》上，引起了业内的高度关注。这就是生物制造所具有的颠覆性魅力。

中国科学院天津工业生物技术研究所的科研人员在实验室展示人工合成淀粉样品。

那么生物制造是做什么的呢？简单来讲，一方面它可以改变物质的生产方式。例如，从人类开始驯化小麦起，千百年来都是从农业生产中获取淀粉，而如今可以在“细胞工厂”里通过工业生产的方式来获得淀粉，农业生产的一年一熟可以变成车间里的一天一熟甚至一小时一熟。另一方面，它可以改变物质的生产路径。比如，以前通过化学方式生产会产生各种污染，现在通过生物过程进行生产，整个过程无污染。发酵而成的醋，可以看作是生物制造的1.0版本。不过，作为第四次工业革命代表性技术的生物制造科技，要更加复杂。总之，生物制造是全球大国竞争的制高点，是典型的新质生产力。

当前，生物制造能够把信息存储进DNA，可以把二氧化碳转化为淀粉，能将“地沟油”提炼成飞机燃料，把小麦秸秆“变废为宝”制成吸管等。天津市的一位领导在参观一家生物制造企业时感叹：“生物制造真是个‘阿拉丁神灯’。”

在国内，天津是最早托起这盏“神灯”的城市之一。早在2007年，中国科学院的专家马延和特意从北京赶到天津，在东丽区的一片空地上站了许久，当时眼前是一片杂草，而他脑海里却浮现出一座“细胞工厂”。

当年，天津市与中国科学院签署了“中国科学院天津工业生物技术研究与发展中心”的共建协议，这就是全国首家以生物制造为主要研究方向的整建制科研机构——中国科学院天津工业生物技术研究所（简称“天津工业生物所”）的前身。当时，以合成生物为主要方向的生物制造研究在全球范围内正蓬勃兴起。

在马延和的设想中，这座“细胞工厂”要“面向世界科技前沿、面向经济主战场、面向国家重大需求”，唯独没有面向当时学界普遍关注的“论文发表”。所以，当十多年后，这个研究所实现了人类历史上第一次用人工而非自然的方式制造淀粉时，与别人争分夺秒抢发论文不同，他们硬是推迟了三年才决定发表。马延和后来在接受采访时说：“当时我们国家的产业化比较薄弱，推迟发表是为我们的产业化探索争取时间。”

2021年9月24日，这一突破成果发表在国际期刊《科学》杂志上。美国工程院院士延斯·尼尔森表示，这是利用合成生物学解决当今社会面临的若干重大挑战的惊人案例，将为日后更多相关研究铺平道路。

十多年来，天津工业生物所的专利申请总量已经达到1885件，大批成果在天津、上海、深圳、合肥等地转化为新质生产力项目，其中就包括孙隽创业的天津中合基因科技有限公司。孙隽说：“怎么形容天津工业生物所在我国生物制造领域的地位呢？有点像武侠世界里的少林寺，颇有点‘天下武功出少林’的意思。”

几个月前，由天津工业生物所等单位主办的第十二届中国工业生物技术创新论坛暨生物制造产业大会在天津举办。这就像是一场华山论剑，大咖云集，来自合成生物领域的高校、科研院所、领军企业等各界嘉宾500余人齐聚一堂。

会上，一幅“中国生物制造产业地图”引起了人们的关注。近年来，从上海到新疆，从内蒙古到海南岛，生物制造产业蓬勃发展。位于渤海之滨的天津，无疑是其中一颗闪亮的“明星”。一位业内大佬评价说，生物制造领域有“北天津、南深圳”，天津的生物制造起步早、水平高、综合性强。

天津有哪些家底呢？简单来说，有五大优势：

其一，顶尖创新平台集聚。天津有以国家合成生物技术创新中心、工业酶国家工程研究中心、低碳合成工程生物学重点实验室等国家级平台为节点，以合成生物学海河实验室、天津市生物制造创新中心等市级平台为补充的生物制造创新网络。天津科技大学校长、中国生物发酵产业协会全国发酵工程技术工作委员会副主任路福平说：“天津打造了从基础研究、技术创新到工程转化的生物制造科技创新体系，拥有从上游到下游的全产业链研发创新能力。”

其二，工业基础雄厚扎实。作为首批国家生物产业基地之一，天津被评为中国生物产业大会2024年最具生物制造创新力十大基地。2023年，全市生物产业规上工业总产值达到840.88亿元，规上企业196家。例如，依托天津科技大学的技术，我国建成了首条ε - 聚赖氨酸盐生产线，产能居世界首位；华熙生物建有全球最大的发酵中试共享平台；干细胞企业博雅首提“家庭生物资产包”概念，将干细胞服务对象从婴幼儿拓展到成人、宠物等家庭领域。

其三，政策支持体系日益完善。《天津市科技创新“十四五”规划》中，提及合成生物学多达17次；2024年8月出台的推动生物制造产业高质量发展实施方案，安排了从创新策源体系到金融投资服务体系的九方面重点任务。在行业堵点方面，天津的京津冀食品营养健康与安全创新平台，正在推进重要合成生物制造的“三新食品”入市审批申报，有望大大缩短审批时间。

其四，科研体系丰富完整。天津大学是唯一拥有合成生物学专业本科、硕士、博士及博士后流动站完整人才培养体系的高校。天津工业生物所也有生物学、化学工程与技术两个一级学科博士培养点和材料与化工专业博士培养点，建有博士后流动站。南开大学有生物科学、生物技术2个国家级一流重点学科。天津科技大学的生物工程、制药工程、食品科学与工程、食品质量与安全均为国家级一流专业。

其五，高水平产学研人才汇集。在顶尖人才方面，天津市拥有饶子和、元英进等中国科学院院士，引进曼弗雷德·雷兹等9位顶尖国内外院士专家，入驻国家合成生物技术创新中心成立“大师工作室”。在人才规模上，2020年组建生物制造产业（人才）联盟，吸引全国生物制造行业相关的企业单位、高等院校、科研院所等成员单位167家。仅天津港保税区，生物制造人才就超过3000名。

一座城市和一个产业是相互依存的关系，就像“体”和“魂”一样，而顶尖的企业品牌就像是一扇心灵的“窗户”。比如阿里巴巴对于杭州，科大讯飞对于合肥，华大基因对于深圳。客观地说，天津这座城市实力雄厚，生物制造这个“魂”也充满活力，唯独缺少一双炯炯有神的“眼睛”。

转折发生在2024年全国两会期间。一次会议上，国家开发投资集团有限公司谈到企业转型时表示，作为中央企业，国投集团将牵头做好生物产业相关工作。

获取项目线索的天津市投资促进局立即将国投集团生物制造项目列为全年工作重点，全程跟踪服务。在近300天的沟通交流中，做到“有问必答，有疑必除”，将天津的“五大优势”解释得清清楚楚。

精准高效的服务最终取得了成果。2024年12月19日，作为全国生物制造产业的链主企业，国投集团在天津正式成立国投生物制造创新研究院有限公司。后续国投集团与海河产业基金等将共同出资成立20亿元产业基金，专注于投资生物制造领域创新型企业。天津也因此从“五大优势”顺利升级为“六边形战士”。

新年伊始，国投生物制造创新研究院有限公司对前来拜访的天津市投资促进局副局长寇晓霜说出了自己的雄心壮志：全链条投资！让国有资本注入到产业创新的关键节点和优势区域，打通并串联起创新链、产业链。

在新质生产力项目中，研发端是“后驱”，市场端是“前驱”。天津工业生物所是聚焦生物制造领域的整建制研发机构，现在国投创新院落户天津，“双轮驱动”必将在产业链上进一步协同，在合成生物领域打造天津样板，带动全国生物制造产业的强劲发展。

近水楼台先得月。人工晶体研发企业天津世纪康泰医学工程有限公司，在研发关键期得到国投集团产业投资基金近两亿元的融资。正在做上市准备工作的总经理裴秀娟说，央企的投入带动了客户对我们的信心，起到了极大的推动作用。

国投集团在天津布局发展生物制造产业，给天津生物制造相关企业带来了诸多发展机会。一是融资机会，国投集团作为国有资本投资公司，有市场化机制和专业化投资团队，已形成“直接投资 + 基金投资”协同驱动的产业培育模式，国投生物制造创新研究院有限公司在此基础上，将科技创新和产业培育并重，全方位支持生物制造产业发展，有利于多层次培育壮大产业主体，持续完善产业生态。二是场景机会，天津市投资促进局正在深入挖掘医药、化工、食品等行业典型应用场景，促进场景开放，通过为生物制造上下游企业提供应用场景和测试验证环境，吸引外地优质企业在津落地，促进企业加快发展。三是创新机会，天津市专注政策突破，天津工生所等科研单位储备大量科研成果，国投生物制造创新研究院有限公司致力于科技创新与产业培育融合发展，以市场为导向，整个行业有望迎来新一轮创新发展机遇。这盏“阿拉丁神灯”，将在渤海畔愈加明亮。

本文总结了生物制造领域的相关成果与发展情况，重点介绍了天津在生物制造方面的突出表现。从天津中合基因公司的DNA存储技术突破说起，阐述生物制造的概念与意义，回顾天津工业生物所的发展成果，分析天津在生物制造产业的五大优势，讲述国投集团在天津的布局给天津带来的新发展以及给相关企业带来的融资、场景、创新机会等，展示了天津生物制造产业的蓬勃发展前景。