張珮菁 / 工研院材化所
全球最大的合成生物學產業會議(The Global Synthetic Biology Conference)主辦單位SynBioBeta是一個創新的網路媒體公司，主要串聯生物工程師、創新者、企業家和投資者，希望能利用生物學建設一個更好、更可持續的地球。提供個人和專業發展支持，以及網絡、合作夥伴關係、和教育機會。SynBioBeta每年都會主辦The Global Synthetic Biology Conference，2024年於加州聖荷西會議中心(Convention center)舉行。今年會議涵蓋人類健康、地球永續、合成生物學相關工具、技術、設備以及生物學與商業化等主題，與會人員包含工程師、投資者、企業家、研發人員。
整個研討會有超過180場演講，涵蓋18個重要主題，關注合成生物學最關鍵的技術發展，包括：醫學治療、長壽、人工智慧、氣候解決方案、食品、農業、化學品和材料以及生物安全等，有超過200 位合成生物學領域知名學者與業界指標性人物參與座談與演講，其中包括Wolfram Research的Stephen Wolfram、Chan Zuckerberg Initiative的Stephen Quake、Khosla Ventures的投資者Vinod Khosla、基因組學先驅Craig Venter、真菌專家Paul Stamets、生物技術企業家Martine Rothblatt，韓國KAIST資深副總裁Sang Yup Lee以及美國能源部的官員Valerie Sarisky-Reed。
參與展覽的公司從新創公司到《財富》500強企業均有在其中，大如P&G、 BASF等，技術領先的公司如Ginkgo Bioworks和DNA Script等，設備商Beckman Coulter、Hamilton等，以及新創公司如Asimov、Molecular Assemblies和Ansa Biotechnologies。共計有超過兩百多個參與展覽的公司和贊助商。許多醱酵設備商不約而同展出小型醱酵設備，以加速醱酵製程開發速度。其中還有以搖瓶為基礎設計的醱酵設備(圖三)，而非傳統醱酵槽，訴求低價、可以進行溶氧、pH與攪拌速度等參數控制。
圖三、以搖瓶為基礎設計的醱酵設備
研討會重點摘錄
全球合成生物學市場在2021年價值63億美元，預計將約25%的驚人年複合增長率成長，到2030年達到387億美元(Markets&Markets)。主要驅動因素包括對合成生物學產品在醫療保健、工業應用、食品和農業方面的需求增加以及投資增加。演講的部分：整個研討會有超過180場演講，由於演講場次非常多，因此本次主要聚焦在合成生物學關鍵的技術發展、商業化與放大製程、AI等幾個部分進行簡介。
1. 生物合成化學品與小分子藥物
韓國科學技術院(KAIST)資深副總裁Sang Yup Lee是合成生物學和代謝工程的傳奇人物，其演說為透過生物製造幾乎任何可以想像到的小分子，，說明了從早期的新陳代謝操縱到最近使用大數據模型設計菌株的過程，以最少的人為干預。他強調涵蓋下游加工的整體設計的重要性，並舉例說明生產困難的非天然分子。這次演講的主要訊息是，當有足夠的資源、人才和目的時，合成生物學有潛力以工業規模生產所有化學品。Antheia聯合創始人兼首席科學官Kristy Hawkins討論重組藥品成分供應鏈的必要性。Antheia的技術透過在工程酵母中生產植物性活性藥物成分並設計自然界中不存在的新藥物，以解決藥物短缺的問題。
2. DNA 的讀取、書寫和編輯
DNA 的讀取、書寫和編輯三者構成合成生物學的基礎。隨著對 DNA 的深入瞭解及其合成技術的進步，人類對CRISPR、無細胞製造、蛋白質設計和分子資料儲存等技術也越來越理解，掌握度也日趨增加。現在已能轉變為實際的應用，促進疾病的治療、永續的化學生產、分子數據保存以及自然領域中不存在的獨特蛋白質合成。這些進步不可避免地會引發人們對DNA複雜操作所產生的後續創新的思考。
書寫DNA(Writing DNA)是整個合成生物學領域的重要推動力之一，合成生物學對DNA有著嚴格的產品要求。在Julianna LeMieux的主持下，小組討論會聚集幾家最具影響力的DNA合成公司的CEO，包含：Twist Bioscience、Molecular Assemblies、DNA Script、Elegen Bio、Ribbon Biolabs和Ansa Bio等。基因合成所帶來的應用是多樣的，但最受期待的突破可能來自個人化醫療和基因療法領域，或許在未來幾年內就能實現。其中Twist Bioscience的CEO表示：「複製DNA相當於21世紀的煤礦開採。(Cloning is the 21st-century equivalent of coal mining)」。
合成生物學有望解決許多健康和永續性挑戰。此領域的核心是訂製DNA，對DNA合成的需求激增 ……
4. 蛋白質純化技術
以合成胞器程式化的生物特性，可取代傳統層析、緩衝液交換和使用蛋白酶將標籤去除等繁瑣程序(圖五)，將整個純化蛋白工作流程壓縮至僅存幾個簡單、必要的操作，開創一個高效和簡單的新方法。傳統純化蛋白方法約需1~5天，約需10個操作步驟；而新的無細胞純化法只需要1天，且只需要1個操作步驟即可完成，且無須特殊設備(圖六) ---以上為部分節錄資料，完整內容請見下方附檔。
圖五、無細胞純化蛋白的機制