大力支持生物制造基地提升国内产业国际竞争力

生物制造基地为提高国内产业国际竞争力提供有力支撑

发布于 2025 年 3 月 7 日
作者：菅原道，编辑：高城昭夫，摄影：太田隆雄

随着世界各国推动旨在实现生物经济的国家战略，日本将于 2025 年 3 月在日本国立先进工业科学技术研究所 (AIST) 筑波中心建立一个新的生物制造基地。
AIST 生物技术部主任 Tomohiro Tamura、生物过程研究部主任 Yukiyo Yutani 以及该部门首席研究员 Shinichi Sasekawa 将解释为什么生物制造作为国家战略很重要。

转载自 2025 年 1 月 14 日发表在 Forbes JAPAN BrandVoice（广告策划）上的文章

　2025年3月，“生物制造基地”将在AIST筑波中心建成，成为日本最大的利用材料生产微生物构建技术和微生物资源开发利用的平台。这背后是实现生物经济社会的全球趋势。

　“生物制造”是利用化学合成方法生产的化石资源化工产品和石化产品被利用微生物和植物力量的生物基产品替代的产业结构改革，被认为是实现生物转化（BX）的重要技术创新。

　生物制造不仅包括化学和石化产品的生物转化，还包括所有有助于生物经济的制造，例如利用微生物代替部分化学过程。近年来，人们经常听到诸如“生物质”（来自生物体的有机资源）和“智能细胞”（修饰微生物和植物的物质生产功能）等术语。

　经济合作与发展组织（OECD）发布的报告指出，2030年全球生物经济市场将增长至约200万亿日元。生物制造预计不仅应用于塑料、化纤、合成橡胶等化学工业，还将应用于能源工业、食品工业和制药工业，2021年，全球合成生物学领域初创企业的投资总额将达到180亿美元。

　2020年，日本政府还发布了碳中和宣言，表示将“到2050年将温室气体排放量降至零”。加上全球向可持续社会和碳中和的趋势，生物经济备受关注。对于全球生物制造的形势，产业技术研究院生物技术部部长田村智博解释如下。

5277_5514

生物技术系主任 Tomohiro Tamura 接受采访 — 米乐m6官方网站生物技术部主任 Tomohiro Tamura

　迄今为止，与生物制造相关的研发持续不减，但所涉及的研发成本巨大，目前还无法指望具有替代石油的成本效益。然而，目前各国都在重点开发BX相关技术，为了以堪比石油产品的低成本实现生物制造，竞争非常激烈。因此，进入生物制造行业的新企业并不缺乏，而近年来，不仅是上述行业，就连曾经涉足化工厂的工厂和植物制造商也开始全面进入。

　从生物制造的国际竞争力来看，直到2000年代初，日本还被视为拥有一些世界上最先进的生物技术的国家，包括发酵生产和育种技术，主要集中在食品领域。然而，从大约10年前开始，利用基因改造技术的初创企业开始在美国和英国兴起，并开始取得快速进展。

　尤其是美国，将生物技术研究作为真正的国家项目来推动，2012年公布了其生物经济战略“国家生物经济蓝图”，随后投入巨额国家预算作为美国国防高级研究计划局（DARPA）项目。美国的研究机构正在大规模引进机器人技术和数据分析系统，许多生物制造初创公司已从研究机构中分离出来，并迅速走向产业化。

　谈到日本，田村回忆道，“直到2010年左右，日本的生物制造技术与欧美并驾齐驱。”在日本，先进功能基因设计技术研究协会（TRAHED）于2012年启动了智能电池项目，新能源和产业技术综合开发机构（NEDO）于2016年启动了智能电池项目，要素技术本身的开发也在积极进行。融合生物学和信息科学的尝试也在开发有效算法以提高微生物复杂性方面取得了成果。但当时的日本倾向于强调合作而非竞争领域的研发，因此几乎不存在产业竞争，日本在工业化方面远远落后于世界其他国家。

　近年来，不仅美国和欧洲，中国、韩国、新加坡、泰国和印度也将大量国家预算投入生物战略，生物制造研究和产业呈现指数级增长。针对这种情况，日本迫切需要建立能够应对国际竞争的生物制造产业。

日本首个产学合作一体化平台

　在这种情况下，AIST的生物制造基地将作为加速产业化的地方而建立。

　将在筑波建立的生物基地被定位为2020财年补充预算中“创建量子/人工智能/生物融合业务发展的全球基地”的一部分。原因是需要为生物制造的全球竞争建立国内基地。

　尽管许多研究机构和生物技术风险公司拥有自己的特种微生物，但它们能够生产的物质和能够处理的微生物种类有限，而且还没有一个机构能够处理工业上使用的广泛的非模式微生物。

　而且，即使该公司委托海外公司开发宿主微生物，其成本也很高，成功率也较低，而且还存在提交分析的宿主微生物基因组信息泄露到海外的风险。对此，经济产业省多次进行讨论，呼吁在日本建立重要的生物制造基地，以便在国际竞争中获胜。

　AIST 生物制造基地的一个特殊优势是，它是日本第一个一体化产学合作平台，生物工艺研究部门负责人 Yukiyo Yutani 解释道。

　在生物制造中，从基因组数据分析到确定物质生产路线、微生物先进设计、寻找最佳培养条件、大规模培养改良微生物以及物质生产的工业化，有很多步骤。虽然日本已经开发了个别基本技术，但每种技术和知识都分散在公司和研究机构中，到目前为止还没有可以同时处理所有步骤的平台。

　AIST 拥有参与基础技术开发每一步的记录，包括作为中央组织参与 TRAHED 和 NEDO 智能电池项目。在AIST的生物制造基地，我们能够像在美国的研究机构一样，向实际应用迈出任何一步。”

研究部部长 Yukiyo Yutani 接受采访 — Yukiyo Yutani，米乐m6官方网站生物过程研究部研究主任

　此外，生物制造工业化的一个主要挑战是大规模培养微生物以进行大规模生产的过程。如果微生物要在工业水平上使用，自然就必须大量培养它们。但由于实验室规模培养与工业化量产培养的微生物生长环境差异很大，建立大规模生产的技术和设备难度极大，给产业化带来了很大的障碍。

　AIST的生物制造基地旨在通过建立用于大规模部署实验室规模微生物的设施，建立大规模生产的设施和技术。换句话说，通过让AIST解决工业化的高障碍，每个公司下一步都可以专注于产品开发和标准化。

此外，产业技术研究院北海道中心还拥有生物资源分析平台。我们拥有日本最快的基因组分析集群机和各种分析设备，通过与筑波生物中心的合作，我们能够以压倒性的速度和准确性分析基因组、DNA和基因表达信息。这些快速而准确的信息分析最终将有助于降低生物产品的成本。

　此外，产业技术研究院还拥有生物技术领域的研究人员、信息科学领域的研究人员等各个领域的专家，因此能够通过整合跨专业领域的知识来进行研究和开发。未来，AIST的生物基地还将包括孵化设施和实验室，入驻企业可以在高度安全的情况下进行独立研究。生物过程研究部首席研究官佐濑川真一对生物制造中心的潜力进行了如下评价。

　由于个别公司的资源有限，许多已开发的产品都放弃了生物基工业应用。这将是一个公司可以在所有事情上进行合作的设施。通过与AIST合作，不仅是化学、能源、食品和制药行业，而是所有其他工业领域，我们希望推进以前被个别公司放弃的生物制造。”