在降低環境負擔的同時利用細胞低成本製造藥物原料的「智慧細胞」技術正在開發之中。日本三井化學的子公司計劃透過細胞培養來取代源自樹木的抗癌藥原料。竹中工務店等正在研究利用番茄生產骨質疏鬆症冶癒藥物成分。這些技術有望降低原料對海外進口的依賴，同時還有助於抑制醫療費用的增加。
北海道三井化學公司（北海道砂川市）開發出了透過在控制紫杉樹的細胞基因表現後對其進行培養，從而高效生產抗癌藥原料的技術。包含培養液在内的一升細胞可以製造約132毫克原料。另外，該公司還計劃透過改變基因或培養條件，在2022年春季之前將產量提高至目前約8倍的1克。
北海道三井化學公司正在研發透過培養紫杉樹細胞來低成本生產抗癌藥中間體的技術（圖片由該公司提供）
以紫杉提取物爲原料的紫杉烷類抗癌藥已被用於乳房癌和宮頸癌等的冶癒。日本國内也在廣泛使用，原料主要依賴從中國和印度等的進口。據說全球市場規模達到4000億～5000億日元，並且在以每年10％的速度增長。
目前約80％的原料是從紫杉中提取的，而種植紫杉需要廣闊的土地。種植期也長達10年左右，並且氣候變遷和病害蟲還會帶來供給風險。如果能利用新開發的技術生產，所需的土地面積可以減小至原來的2千分之1，生產期也可以縮短至半年，從而降低成本。
受新冠電腦病毒大流行的影響，出現了藥物原料的國際物流延遲的情況。該公司生命科學中心主任多葉田譽表示：「應該擔負起重要藥物原料的供應責任」。如果國内生產取得進展的話，可以加強供應網路。
竹中工務店、麒麟控股和神戶天然物化學等公司利用番茄細胞製作了用於骨質疏鬆症冶癒藥物的「活性維生素D3」。這種成分目前主要利用進口原料進行化學合成。預計2021年的全球市場規模將達到5.5億美元（約600億日元）。
竹中工務店等利用細胞生產了骨質疏鬆症冶癒藥物的成分「維生素D3」（圖片由該公司提供）
這些公司透過使兩種基因失去活性製作了維生素D3的中間產物。竹中工務店的負責人表示：「計劃7年後實施商用化」。
融合生物技術和資訊科技，提高植物和細胞等的物質生產能力的智慧細胞屬於「合成生物學」的研究領域。與以往的基因改造不同，智慧細胞可以按人類的意願設計基因體（全遺傳資訊），讓微生物和植物產生有用的物質。
智慧細胞受到關注的契機源於擁有人工合成基因體的細菌，這是大約10年前美國的研究人員製造的。作爲有助於實施「人造生命」的物質引起了巨大的反響。從那時起，合成生物學開始在全球蓬勃隊形變換。
2013年，美國藥物初創企業Amyris（加利福尼亞州）確立了利用合成生物學技術量產抗瘧疾藥「青蒿素」的方法。該公司利用電腦預測了產生青蒿素的酵母的基因體合，然後合成DNA導入了酵母中。
日本方面，新能源產業技術綜合開發機構（NEDO）2016～2020年度支援了名爲「智慧細胞專案」的一系列研究。三井化學的子公司和竹中工務店也是其支援物件。
根據美國調查公司BCC Research的資料，合成生物學的全球市場規模在2019年爲53億美元（約5800億日元），預計到2024年將擴大至189億美元（約2.1萬億日元）。除藥物外，還有望用來生產化學產品、化妝品和食品等。
日文：草鹽拓郎、張耀宇、《日經產業新聞》，2021/08/05
中文：JST客觀日本編輯部
