2020年5月,麥肯錫國(guó)際研究院(MGI)發(fā)布報(bào)告《生物革命:創(chuàng)新改變經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和我們的生活》指出,未來(lái)60%的工業(yè)產(chǎn)品可以通過(guò)生物技術(shù)進(jìn)行制造,并預(yù)測(cè)合成生物學(xué)技術(shù)革命將在2030-2040年間每年為全球帶來(lái)2-4萬(wàn)億美元的直接經(jīng)濟(jì)效益。

合成生物學(xué)的前景巨大,通過(guò)對(duì)現(xiàn)有生物系統(tǒng)的改造,或者人工合成基因組重構(gòu)生命體,實(shí)現(xiàn)第三次生物技術(shù)革命即生物體系的工程化。這種革命性的技術(shù)變革突破了生物自然進(jìn)化的局限,能夠創(chuàng)造出人類(lèi)急需的新藥品、新疫苗,包括自然界不存在的新化合物。

百葵銳生物創(chuàng)始人之一的李華珍是澳洲莫納什大學(xué)生物工程博士、劍橋大學(xué)生物技術(shù)研究所訪問(wèn)學(xué)者,一直專(zhuān)注于工業(yè)蛋白質(zhì)(酶)工程、微生物細(xì)胞工程、蛋白質(zhì)(多肽)分子理性設(shè)計(jì)及應(yīng)用方向的研究,李博士在海外一流學(xué)府的研究經(jīng)歷為日后他和他的澳洲團(tuán)隊(duì)回國(guó)創(chuàng)立百葵銳生物打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

李華珍博士

專(zhuān)注蛋白精準(zhǔn)設(shè)計(jì)與蛋白分子機(jī)器

近期,引起大家極大關(guān)注的谷歌DeepMind公司Alphafold人工智能系統(tǒng),在蛋白3D結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)模擬方向取得重大突破,使得通過(guò)蛋白分子氨基酸序列設(shè)計(jì),預(yù)測(cè)模擬蛋白3D結(jié)構(gòu),進(jìn)而實(shí)現(xiàn)蛋白功能的創(chuàng)新與改變成為可能。這一突破,對(duì)于人們理解蛋白在生命形成機(jī)制中的重要作用具有深遠(yuǎn)的影響。

百葵銳團(tuán)隊(duì)的蛋白精準(zhǔn)設(shè)計(jì)與蛋白分子機(jī)器技術(shù),結(jié)合生物大數(shù)據(jù)機(jī)器學(xué)習(xí)和理性設(shè)計(jì),開(kāi)發(fā)功能強(qiáng)大的蛋白元件,并以此為基礎(chǔ),對(duì)蛋白分子進(jìn)行定向進(jìn)化,進(jìn)一步提高蛋白性能。百葵銳運(yùn)用智能自動(dòng)化高通量篩選系統(tǒng),結(jié)合高效基因編輯技術(shù),構(gòu)建具有高度協(xié)同效應(yīng)的蛋白機(jī)器,從而快速打通產(chǎn)品在細(xì)胞中的代謝合成通路,設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)出高效細(xì)胞工廠,大幅提升合成效率。

百葵銳合成生物學(xué)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)邏輯

基于這種合成生物學(xué)開(kāi)發(fā)邏輯,百葵銳生物將生物合成的生產(chǎn)過(guò)程模塊化,構(gòu)建出能夠“即插即用”的生物元器件,在底盤(pán)細(xì)胞工廠中高效地創(chuàng)建目標(biāo)產(chǎn)物的代謝路徑,為快速設(shè)計(jì)藥物合成路線(xiàn),合成超級(jí)生物催化酶鋪平道路。百葵銳技術(shù)可實(shí)現(xiàn)面向不同應(yīng)用場(chǎng)景下,快速生產(chǎn)出高附加值的產(chǎn)品,如生物醫(yī)藥領(lǐng)域的抗生素替代物、人造功能蛋白等。

李華珍博士也告訴動(dòng)脈網(wǎng),基于蛋白精準(zhǔn)設(shè)計(jì)和蛋白分子機(jī)器的生物合成技術(shù)難點(diǎn)在于前期的蛋白分子機(jī)器元件設(shè)計(jì),以及大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的高通量篩選和復(fù)雜的基因線(xiàn)路設(shè)計(jì)與調(diào)控。不過(guò)這部分技術(shù)難點(diǎn)公司通過(guò)構(gòu)建蛋白元件庫(kù)、結(jié)合機(jī)器學(xué)習(xí)與蛋白理性設(shè)計(jì)得以解決。目前,通過(guò)精準(zhǔn)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)高性能的酶蛋白分子,該公司生物合成的效率,相比傳統(tǒng)生產(chǎn)方式已大幅提升。

首先布局醫(yī)藥中間體生物合成,重點(diǎn)研發(fā)類(lèi)噬菌體解決抗生素耐藥性

百葵銳生物團(tuán)隊(duì)一直追求技術(shù)與市場(chǎng)需求的匹配,用合成生物技術(shù)賦能傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。在完成了合成生物技術(shù)平臺(tái)構(gòu)建后,百葵銳生物首先布局到了醫(yī)藥中間體開(kāi)發(fā)上。

對(duì)于這樣的安排,李華珍博士回應(yīng)道:“醫(yī)藥中間體是一個(gè)非常大的市場(chǎng),同時(shí)很多醫(yī)藥中間體廠商也因?yàn)榄h(huán)保問(wèn)題被關(guān)停了,所以我們百葵銳生物采用合成生物學(xué)技術(shù),用綠色生物合成方式,對(duì)國(guó)內(nèi)的醫(yī)藥企業(yè)進(jìn)行賦能�！�

基于百葵銳生物的蛋白分子精準(zhǔn)設(shè)計(jì)與蛋白分子機(jī)器技術(shù),公司目前已經(jīng)建立了相應(yīng)的基因元件庫(kù)及底盤(pán)細(xì)胞庫(kù),同時(shí)結(jié)合市場(chǎng)的痛點(diǎn),針對(duì)抗生素耐藥性難題,公司在類(lèi)噬菌體產(chǎn)品管線(xiàn)上進(jìn)行研發(fā),并取得了重大進(jìn)展。公司目前在藥物中間體及抗生素替代方向開(kāi)發(fā)的兩大產(chǎn)品管線(xiàn)包括:

一、頭孢抗生素中間體7-ADCA生物合成

二、類(lèi)噬菌體顆�？股�素替代物生物合成

其中,頭孢抗生素中間體7-ADCA生物合成項(xiàng)目入選2019年天津市合成生物提升行動(dòng)關(guān)鍵技術(shù)孵化項(xiàng)目。公司的類(lèi)噬菌體顆粒產(chǎn)品即將在皮膚感染,護(hù)膚等領(lǐng)域得到應(yīng)用,同時(shí)公司與山東某生物化工企業(yè)的菌種高通量篩選及改造合成項(xiàng)目也完成工業(yè)規(guī)�；�生產(chǎn),產(chǎn)量規(guī)模由原來(lái)4萬(wàn)噸/年增產(chǎn)到8萬(wàn)噸/年。

公司堅(jiān)持以市場(chǎng)為導(dǎo)向,深度理解產(chǎn)品需求及生產(chǎn)工藝痛點(diǎn),面向產(chǎn)品和工藝,逆向設(shè)計(jì)細(xì)胞工廠,通過(guò)基因編輯、蛋白生物元件組裝、智能化高通量篩選等技術(shù),以蛋白分子機(jī)器理性設(shè)計(jì)與定向進(jìn)化結(jié)合為核心,化繁為簡(jiǎn),簡(jiǎn)化基因線(xiàn)路及代謝路徑,綠色、高效、規(guī)�；�地生產(chǎn)高附加值的產(chǎn)品。

同時(shí),百葵銳生物也注重與領(lǐng)域內(nèi)同行以及跨領(lǐng)域的合作。目前該公司即將進(jìn)駐中科院深圳先進(jìn)技術(shù)院合成生物工程創(chuàng)新中心,借助這個(gè)契機(jī),百葵銳生物將通過(guò)深圳合成生物創(chuàng)新研究院合成生物重大科技基礎(chǔ)設(shè)施——自動(dòng)化高通量實(shí)驗(yàn)操作平臺(tái)Bio-foundry,實(shí)現(xiàn)蛋白開(kāi)發(fā)的“高速化(高通量篩選)”與“數(shù)字化(云數(shù)據(jù)分析)”。

在這套研發(fā)平臺(tái)的加持下,未來(lái)百葵銳生物可以針對(duì)不同應(yīng)用場(chǎng)景,逆向設(shè)計(jì)構(gòu)建細(xì)胞工廠,開(kāi)發(fā)包括但不限于食品、營(yíng)養(yǎng)品領(lǐng)域的人造功能蛋白,和可用于幽門(mén)螺桿菌治療的抗生素替代物等全新生物合成產(chǎn)品。

據(jù)悉,百葵銳生物目前正在計(jì)劃進(jìn)行Pre-A輪融資,計(jì)劃融資2000萬(wàn)人民幣,募集資金主要用于產(chǎn)業(yè)化建設(shè)、產(chǎn)品研發(fā),市場(chǎng)拓展及人才引進(jìn)等方面。

作者:王嬋