一兮生物刘振云：当生命的演化可以被设计｜Agentic Era

每一次科技范式的变迁，都在悄然改写人类的边界：

当具身智能走进现实、计算逼近极限，Agentic Era 中，生命科学也在迎来自己的拐点。

人类用技术拓展外部边界，却忘了生命本身是地球最古老、最高效的 "算力结构"。而合成生物，不单单是一个新产业，更是一把重新理解生命、重新设计未来的钥匙。

在本次 AGM 上，刘振云博士带来了一场精彩的分享：从 DNA 的存储密度，到基因编辑的发展；从稀缺物质的产业化，到用秸秆发酵重建全球蛋白体系；从生命的演化，到重新设计。

这不仅是技术的进展，更是关于人类下一步要走向哪里的思考。

以下内容整理自现场的演讲内容，全文约 7000 字，阅读时间 18 分钟。

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今天来了很多机器人，但当我看到机器人的时候，想法是什么呢？

人，一个几十公斤的生命体，一天的消耗量不到 1 公斤的淀粉，能耗各方面相比之下都还可以。

我们不能总想着制造机器人来学习人，机器人有哪些值得我们去学习的？我们把人改造得更强一点，不就可以了吗？为什么还要造一个机器呢？机器人有的，为什么人不能有呢？来改造一下，让人类具有，不就解决这个问题了吗？

所以今天我来给大家介绍一下我们做的事情。

我们是苏州一兮生物技术有限公司，想以技术和创造力，来拓展人类的食物来源的边界，想以研究和想象力，来探索生命的新形式。

我们公司 2019 年成立，在成立之前，我是做医药的，做基因与细胞治疗。前面津剑也提到过，我是参与过基因与细胞治疗的中国行业标准的七个起草人之一。

我做医药的过程中，发现了一些新的机会。 我认为生命科学的发展来到了一个新的时代，所以选择了创业。

当然我也可以加入其他公司，但我此前的履历和经历，让我觉得一家公司要想成为伟大的公司，能够改变人类的公司，技术人员对于公司的发展方向一定要有决定权，所以选择了自己创业。

我学的专业就是生命科学，因此我选择创业领域也在生命科学领域，我选择的方向，就是合成生物学。

麦肯锡当年就预测，**合成生物学在未来会影响到三分之一的制造业，达到 30 万亿美元的价值。**目前，在全球，当然主要是美国和中国，对于生物制造都给予了高度重视，这些年也取得了快速的增长。当然本质上来说，类比于芯片，合成生物学还处于一个早期阶段。

如果从发展的历程来说，那么就有一个问题，为什么我要做合成生物学？为什么选择这个领域？

首先从国家层面，我们知道中国政府这些年的产业政策取得了非常大的成功，前面的人也提到过说，太阳能并不是中国发明的，但是太阳能现在中国基本上垄断，很多领域中国都是这样。

合成生物学，中国从国家政策层面也给予了很多的关注。最早是 2023 年，中央经济工作会议的时候，就把生物制造纳入了国家发展的重点。2024 年和 2025 年，生物制造连续两年写入政府工作报告，列为了未来发展的重点。国家用的词叫 "生物制造" ，而不是平常大家惯用的 "生物医药"，生物制造和生物医药是两个完全不同的概念。

在 24 年、25 年连续两年的政府工作报告中，都把生物制造写入了未来产业的重点。**尤其是在今年 2025 年，国家写未来产业的第一个提到的就是生物制造。**不到一个月之前，国家发改委主任在介绍未来 "十五五" 规划建议的时候，说中国要花十年的时间再造一个中国的高科技产业。指明了六个方向，就包括生物制造。

讲到生物制造，我们就要谈一谈生命的发展的一个历程，这样能更好地理解生物制造。

很多人认为生命很复杂，认为生命诞生很不容易，事实上不是这样的。我们要知道地球在目前地质学证明显示，地球是诞生在 46 亿年前，然而最早的生命出现在 38 亿年前。

这是一个什么概念呢？**地球刚刚诞生才几亿年的时间，生命就诞生了。**那时候地球有可能是还是个岩浆时代，非常非常早，这远超大家的想象。大家认为生命要产生需要一个非常复杂的过程，然而事实证明不是这样子。

地球诞生之后还在冷却期，生命就已经诞生了。生命度过了非常无聊的三十多亿年，直到差不多 5 亿年前，生命才迎来一个真正意义大的爆发。这一次发生在地质年代上的寒武纪，大家称为寒武纪生命大爆发。

如果在这次寒武纪生命大爆发之前，你来到地球上，你不一定能够看得到生命，生命都是微生物，只是一个单细胞的微生物。而在 5 亿年这一次生命的大爆发之后，从单细胞到了多细胞，很多生命、最早的生命也从海洋走向了陆地，都在这一刻开始。生命在几十亿年来进化过程中，不断地从灭亡到新生，然后经历了多次的生命大的灭绝。但是进化过程中，让生命越来越集约化。集约化之后，生命的信息传递本质上来说，大家可以理解为就是中心法则，一个非常简单的从 DNA 到 RNA 到蛋白质。

大家知道生命的存储效率有多高吗？我们都知道亚马逊，当时大家说他在亚马逊搬家的时候用卡车来装硬盘。事实上如果他把他的信息存在 DNA 里面的话，只要不到一个公斤就可以给它全部存完，一个人手就能拎走，大家可以想一想，生命的信息有多么集约。

我们觉得人类很复杂，但是你知道人类的 DNA 数据也只有 3GB，非常小。一个人类的基因组也就 3GB 的一个数据量，而这么小的数据能够读出来人类这么复杂的一个生命体。所以经过几亿年的进化当中，生命变得非常高效。我们前面提到一个人也不过几十公斤，一天的能耗就不到 1 公斤的淀粉，就能够做这么多的事情。我不知道现在有哪一种设备和机器能像人这么复杂，一天能耗的可以这么低。

类比一下芯片，我们可以把信息存在 DNA 里边，通过传输最后到蛋白质进行表达。这样的话，我们基于中心法则可以做很多的设计。这也是为什么我选择做合成生物学的原因，因为底层逻辑发生了变化，就生命科学的这三项问题解决之后，就变得不一样了。

第一个就是信息，但我们知道如果人类现在所有掌握的信息当中，咱们抛开掉这些重复的信息，人类掌握了绝大多数信息知识，大部分都来源于基因组。在几年前大家应该知道，绝大多数新的知识来自于基因组，基因组每年产生的信息量按 PB 来计算。

而基因组的这项技术的突破，其实要感谢罗氏。罗氏这家公司在 2005 年前后推出了罗氏 454 高通量测序。但是推出来之后这个技术不是很好用，所以后面有一家公司叫 Illumina*（因美纳）*，这家公司推出来了 Solexa 测序技术。

在 2008 年、09 年之后，高通量测序变得非常的普及。所以我们看到国内的这一类的高通量测序、做基因测序的公司基本上都是 08年、09 年一直到 2012 年成立的。2012 年之后这类市场已经就没有机会了，之前成立的公司，只要你业务好，一家公司一年有两三亿的营收，利润在大几千万、上亿是很容易的。

正是这几年的时间，信息得到了一个充分的爆发，我们也获得了地球上非常多的物种 DNA 的信息。有了这个信息，如果大家训练大语言模型或者其他的模型，就相当于有了数据库，这让我们更好地能够理解和诠释生命它到底运行的逻辑点在哪。

举个例子，我们说我们人类大概就是 3GB 的 DNA 的碱基数，大概只有 2 万多个基因。人类并不是地球上基因组最大的，我们知道有很多的植物，它的基因组可能达到人类的 50 倍甚至更多。人类基因数也不多，也只有两万多个真实的基因，而大肠杆菌也有四千多个。大家可以类比一下，从一个大肠杆菌到人类，基因从四千多个到 2 万多个，也只差了五倍，不到一个数量级，生命的变化就可以变化得如此之大。

最小的能够独立存活的生命体是支原体。大家有的时候认为支原体并不一定能够完全地独立存活，我们通常认为营养条件给足，它是可以独立存活的。它的基因大概有七百多个，很小的一个量就可以维持一个生命的运行。当然病毒除外，现在我们知道现在有些软件可以生成病毒，例如 Evo2 它可以生成一些噬菌体，就是针对细菌的病毒。现在它可以做到自己可以生成，但病毒本身不是一个完整的生命体，它只要很小的基因就可以。

我们举个例子来说，在中国让上亿人比较痛苦的一种疾病叫乙肝病毒。乙肝病毒它的基因组有多少呢？**只有 3KB 多一丁点。一个 3KB 多一点的病毒，能够让上亿人非常痛苦。

DNA 信息的高通量测序，让我们获得了非常多的生物的信息。 有了这些信息，我们才能够更好地认识生命的运行的逻辑。

第二个要解决材料的问题。

在基因测序、有了这些信息之后，我们以前要进行基因编辑、基因设计，是需要素材的，也就是 DNA 片段。

在体外，此前我们能够获得的最长 DNA 片段大概 1 万个碱基，10KB 左右，用 PCR* *只能做到 10KB 的长度。这个长度太小了，我们说随便一个基因都按 MB 来，所以 此前我们只能做小修小补。在此之前，大家做基因组修饰的时候都是单个进行小修小补，所以想设计生命还不行。

而解决素材的这项技术要感谢一个人，这个人叫 Daniel Gibson，我认为他以后应该获得诺贝尔奖。他发明了一种方法叫 "Gibson Assembly*（**Gibson无缝克隆）*"，很简单一种组装，就可以得到上 Mbp 的一个 DNA 的长度，这就基本上达到了一个小型基因组的长度、甚至更长。这项技术在 2002-2005 年开始酝酿，2019 年提出，到 2015 年左右成熟。**这个技术成熟之后，只用了几年的时间，把用了一百多年的限制性内切酶技术，基本上就给淘汰掉了。**2012 年我读博士期间，主流组装 DNA 的技术，用的还是限制性内切酶，但是 15 年之后、只是几年的时间，全淘汰掉。

他这个方案刚出来的时候，大概做一个反应的花费，需要折合人民币大概 200 元，大家依然愿意用它，因为它节约了很多的实验操作。现在国内有非常多仿制，十块钱不到就可以做一次反应。而以前如果重组一个很长的 DNA，需要用几天，甚至上个月的时间。现在一个反应大概几个小时的时间就搞定了。

这就解决了我们在体外进行基因组设计的时候素材问题。

最后一个就是工具的问题。

这个工具问题大家都知道，**以 CRISPR 为代表的这个基因编辑工具，让基因编辑在学术当中，我们可以理解为 "贵族到平民化"，几乎每个科研工作者都可以使用，都可以操作。**如果一个东西它只在少数人的圈子里面流行的话，它是很难创造很大的价值的。只有变得非常的平民化之后，它才能产生更多的可能性。

在此之前有两种基因编辑工具，无论是ZFN*（锌指核酸酶），还是 TALENTM（**转录激活因子样效应物核酸酶）*，这两种基因编辑工具只能够进行特定位点的编辑，而且覆盖的范围比较窄，非常的难用。

而 CRISPR 变得非常的简单、很便捷。当时张锋*（**美籍华裔分子生物学）*发了篇文章，引起关注的时间就是 2013 年。然后又有很多人围绕CRISPR，开发了很多工具包，变得非常的好用，时间也差不多来到了 2015 年。

所以大家看到，有了信息、有了材料、有了工具，我们认为就可以真正意义上进行基因组的大面积的编辑。

所以合成生物学的时代就到来了。

2015 年之后，合成生物学，真正意义上来做它，事实上变得可行了。 从原来的讲的梦想，变成真正可落地。知识的扩散需要时间、再培养点人，基本上培养一个博士需要五年，所以 2020 年之后，合成生物学变得很热门就是理所应当的了。

在国内也基本上是 2020 年下半年才引起关注，在美国会稍微早一点。当然我创业的时候是 2019 年，那时候合成生物学还是一个很冷门的领域。当时在中国做合成生物学是融不到钱的，大家不知道它是什么，你根本拿不到钱。当时在中国只有一家公司说自己做合成生物学，他们当时裁员一半，艰难度日。当然后面到 2020 年的时候，日子就变得特别好过了。

事实上，我们如果真正的想重新设计生命，仅用这三个其实是不够的。但在有了这三个之后，我们可以在现有的生命体上进行修补了。

开始创业之初，我做的是第一个产品，是把一个天然来源很窄的物质，进行生物合成。

这个物质的生物合成，我们不是全球第一家做的，但直到今天，我们在这个物质的生物合成技术上， 无论得率，还是工艺，抑或生产成本，我们已经能做到全球最好。**

随后我们又做了第二个产品。

我们都知道全球的人口已经超过 80 亿，并且还在增加，但全球的耕地面积很难再增加了，你不可能再发现一个更新的新大陆，对吧？这是不太现实的。地球上的陆地面积是有限的，你不可能把地球上所有的森林都砍掉来种庄稼。

所以说，随着人口的增加，如何养活越来越多的人口，这是一个大家都在关注的问题。**对中国来说，这个问题更为严峻。**我们知道中国有 14 亿人口，而中国的耕地面积不到 20 亿亩。根据现在中国人的饮食结构，养活 14 亿人口大约需要 28 亿亩耕地。因此，中国的粮食安全问题，一直以来是非常严峻的问题。 我们每年要进口大量的粮食，主要进口的粮食是大豆，主要来自于美国、巴西、阿根廷等一些地方。进口的大豆每年接近 1 亿吨，像 2023 年进口9941 万吨，超过 4000 亿人民币。这些大豆中的蛋白质主要用于饲养。我们知道动物本身它只能够转化氨基酸、转化蛋白质，它自身是不能新增的氨基酸、不新增蛋白质的，所以我们要喂养它蛋白质。几乎全球饲养的蛋白质来源，绝大多数都来源于大豆。为了解决这个问题，中国也出台了很多的政策。 粮食安全问题是一个非常难的一个问题。 大家的手机落后一代，有时候还可以忍一忍。但是大家真的吃不饱饭，吃不上饭，饿着肚子，吃不上肉，喝不上奶，大家是非常痛苦的。 所以，就要想办法来增加耕地。我们可以尝试在黄土高原上增加耕地种庄稼，甚至有专家提出水稻上山等各种各样的形式，来解决这个问题。我们要知道，像上海这些地方，郊区都变成了城市，以前都是耕地。很多城市的扩张，占领的都是耕地，增加新的耕地是非常困难的事情。 而我们给出了一种解决方式，为什么要造耕地？我们现有的生物质我们可以加以利用，这样就可以解决这个粮食问题了。我们都知道自然界生物合成的物质当中最多的就是糖类，我们无论是水稻、小麦还是玉米，小麦在产生麦子的同时也产生了大量的秸秆，玉米产生玉米穗的时候也产生了秸秆，水稻除了出产大米之外，它有很多秸秆，秸秆的比例占了一半。

我们用了一种什么方式呢？**把秸秆发酵，发酵完之后，生成蛋白质就可以了。**大家可以看这张图，它不一定很明显。大家可以看看这个就是秸秆，小麦的，我们给它发酵完之后，这个浓稠度，基本上蛋白质含量跟牛奶差不多。我们知道牛奶的含量就百分之三点几，对吧？而我们这个发酵完之后，测蛋白含量会发现跟牛奶的蛋白质含量是基本上差不多的，只用了不到 5 天的时间。

我们以后在做饲料的时候，就可以不用大豆。我们知道养殖业消耗了大量的粮食，而养殖业当中用的饲料主要包含三大类。第一大类是能量，现在用的主要是玉米。第二大类是蛋白，现在主要用的是 75% 的蛋白用的都是来源于大豆。第三大类就是维生素、矿物质。**而我们这个方案直接可以替代掉蛋白这一部分，还可以解决矿物质及一部分维生素的来源的问题，**微生物蛋白在各方面都是优于传统的大豆豆粕等。

整个中国一年的秸秆产量大概有九亿多吨，如果用我们这套技术的话，只要收集不到三分之一，就是不到 3 亿吨，就可以解决所有养殖业的蛋白的问题。我们知道这个养殖业蛋白除了进口大豆之外，大部分产业做氨基酸都是用于养殖业的，以后也不用消耗粮食来发酵生产氨基酸来了，相当于给中国增加了粮食供应，也可以给全人类养活更多的人口。我们把这个谷草比一比一当中的 "草" 这一部分能量，又重新利用了起来。至少相当于给全球增加了三分之一左右耕地的粮食供应量。如果现在全球可以养活 90 亿人的话，同样的耕地面积情况下，用我们这项技术全球至少可以养活 120 亿人口。

除了刚才说的这些之外，我们还做了一些诸如天然色素等其他产品，在这里只举两个例子给大家。

我们都知道生命科学是一个非常神奇的事情。

美国有一家公司 Colossal ，这家公司的想法是要复活猛犸象，当时马斯克还在 X 媒体上转发了，他们复活了北美已经灭绝了上万年的恐狼，现在正在准备复活猛犸象，甚至有计划下一步把恐龙重新复活。

这个复活是有路径可以依赖的。举个例子，我们从鸟、从鸡，可以反推恐龙，或者是从一些化石当中反推它，往前设计，这是他们的一个想法。我认为实现《侏罗纪公园》中的人与恐龙同行，并不一定是一件很难的事情，可能不会用很长时间。能复活灭绝一万多年的生物，那么也可以复活灭绝 100 万年甚至 1000 万年前的生物。

这种向前看的事情，我并不感兴趣。我更感兴趣的是当今天的人类，在地球上诞生也很久了，我们面临着巨大的冲击，大家天天说智能时代要来了，我们该做些什么？我们就等着被淘汰？大家也都在想这个问题。我想做是人类接下来该怎么办？今天我看到机器人的时候，我在想，我们人类是不是可以把这些机器的功能，增加到我们身上来，而不是被动等着被灭绝。大家可以想象说，《异形》这些事情的时候，是不是我们人类也可以借鉴。

埃隆·马斯克的想法是说把人类送到火星上，给人类做一个备份。如果洪水要来了，马斯克这种想法大概相当于造一个诺亚方舟，把人类运到其他地方去。但我的想法是如果洪水来了，我们为人类为什么不学会游泳呢？《三体》当中有一段话，说，海干了，水洼也将要干涸，所有的鱼终将消失。把海弄干的鱼却不在这里，在海干之前上了岸。我们人类也是这样，不能等着被灭亡，而是要主动融入新的时代。

如果未来真的是需要很大的算力，或者其他的硅基生命要来的话，那么我们为什么不改造我们人类，让我们人类变得更强？我们可以给自己提供更好的算力，或者让人类赋予人类新的功能呢？举个例子，如果我们觉得人类的生命很短，我们重新设计生命的时候，可以把生命的寿限给它解除掉。可能不止这些，我们可以让人类有更多的想象空间。

我们知道我们人类的大脑，之所以你的思维受限于这个样子，那是我们大脑今天的容量，并不是说它只能长这么大，而是进化当中面临的长期食物不足和能量不足，达到的一个平衡。你今天身体长成这样子，也是进化适应的一个结果。但今天的人类，曾经困扰我们的很多问题，现在得到了解决。大部分人类不会再天天找食物、不会再面临着很严重的食物短缺。在我们身体上两万多个基因当中，有相当高比例都是来解决食物短缺和感染问题的。如果我们可以重新设计生命的话，实际上可以把人这个物种，设计得更好。如果大家需要具身智能的话，我觉得我们现在人就是一个很好的例子。

如果重新设计生命，我们可以解决很多医疗问题和其他问题，我们也正在做这些事情。当然重新设计生命和大家想象的并不一样，我前面提到，最小的基因组能够独立存活的，也有七百多个基因。七百多个基因是很大的计算量，不是说把七百多个基因堆在那就可以了。基因与基因之间的互作，是非常复杂的一个网络，基因不是在真空当中，生命体的每一个基因、每一个蛋白质也不是在真空当中的，它是活动在一个密闭的空间里。因此，在设计的时候，有非常多的基因与基因之间互相作用的问题，需要很大的一个计算。

今天的算力，大家称为算力革命，相当于也给了我们人类提供了一个新的契机。我前面说了信息、材料、工具这三个问题得到了解决。而现在如果算力也是足够强大的话，我觉得新的一个时代，人类真正重新设计生命的一个时代就要到来了。

如果说以前的生命科学都是传统的生命科学的话，随着 AI、随着算力爆发的年代到来，新的生命科学的时代，也到来了。我们希望能够在这个领域取得新的突破，作为碳基生命，自我拯救一下。

事实上，我觉得碳和硅相比，在宇宙当中是有优势的。我们知道宇宙当中含量最丰富的元素是氢，第二是氦，然后是氧、碳。因为氦元素它是惰性气体，它没有化学键。宇宙当中最丰富的元素，除了氦之外是氢、氧、碳。我们知道我们生命里含量最高的三个元素也是氢、氧、碳，碳在各方面是有大优势的。

希望我们碳基生命能够走得更远，谢谢大家。