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2020年5月,麥肯錫國際研究院(MGI)發(fā)布報告《生物革命:創(chuàng)新改變經(jīng)濟(jì)、社會和我們的生活》指出,未來60%的工業(yè)產(chǎn)品可以通過生物技術(shù)進(jìn)行制造,并預(yù)測合成生物學(xué)技術(shù)革命將在2030-2040年間每年為全球帶來2-4萬億美元的直接經(jīng)濟(jì)效益。

合成生物學(xué)的前景巨大,通過對現(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)研究所訪問學(xué)者,一直專注于工業(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)隊回國創(chuàng)立百葵銳生物打下了堅實基礎(chǔ)。

李華珍博士

專注蛋白精準(zhǔn)設(shè)計與蛋白分子機(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)測模擬方向取得重大突破,使得通過蛋白分子氨基酸序列設(shè)計,預(yù)測模擬蛋白3D結(jié)構(gòu),進(jìn)而實現(xiàn)蛋白功能的創(chuàng)新與改變成為可能。這一突破,對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)隊的蛋白精準(zhǔn)設(shè)計與蛋白分子機(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,開發(fā)功能強(qiáng)大的蛋白元件,并以此為基礎(chǔ),對蛋白分子進(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)計開發(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)品開發(fā)邏輯

基于這種合成生物學(xué)開發(fā)邏輯,百葵銳生物將生物合成的生產(chǎn)過程模塊化,構(gòu)建出能夠“即插即用”的生物元器件,在底盤細(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)計藥物合成路線,合成超級生物催化酶鋪平道路。百葵銳技術(shù)可實現(xiàn)面向不同應(yīng)用場景下,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脈網(wǎng),基于蛋白精準(zhǔn)設(shè)計和蛋白分子機(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,以及大量實驗數(shù)據(jù)的高通量篩選和復(fù)雜的基因線路設(shè)計與調(diào)控。不過這部分技術(shù)難點(diǎn)公司通過構(gòu)建蛋白元件庫、結(jié)合機(jī)器學(xué)習(xí)與蛋白理性設(shè)計得以解決。目前,通過精準(zhǔn)設(shè)計開發(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)類噬菌體解決抗生素耐藥性

百葵銳生物團(tuán)隊一直追求技術(shù)與市場需求的匹配,用合成生物技術(shù)賦能傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級。在完成了合成生物技術(shù)平臺構(gòu)建后,百葵銳生物首先布局到了醫(yī)藥中間體開發(fā)上。

對于這樣的安排,李華珍博士回應(yīng)道:“醫(yī)藥中間體是一個非常大的市場,同時很多醫(yī)藥中間體廠商也因為環(huán)保問題被關(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,對國內(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)的基因元件庫及底盤細(xì)胞庫,同時結(jié)合市場的痛點(diǎn),針對抗生素耐藥性難題,公司在類噬菌體產(chǎn)品管線上進(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發(fā)的兩大產(chǎn)品管線包括:

一、頭孢抗生素中間體7-ADCA生物合成

二、類噬菌體顆粒抗生素替代物生物合成

其中,頭孢抗生素中間體7-ADCA生物合成項目入選2019年天津市合成生物提升行動關(guān)鍵技術(shù)孵化項目。公司的類噬菌體顆粒產(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目也完成工業(yè)規(guī)模化生產(chǎn),產(chǎn)量規(guī)模由原來4萬噸/年增產(chǎn)到8萬噸/年。

公司堅持以市場為導(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)計細(xì)胞工廠,通過基因編輯、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)計與定向進(jìn)化結(jié)合為核心,化繁為簡,簡化基因線路及代謝路徑,綠色、高效、規(guī)�；�地生產(chǎn)高附加值的產(chǎn)品。

同時,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,借助這個契機(jī),百葵銳生物將通過深圳合成生物創(chuàng)新研究院合成生物重大科技基礎(chǔ)設(shè)施——自動化高通量實驗操作平臺Bio-foundry,實現(xiàn)蛋白開發(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)平臺的加持下,未來百葵銳生物可以針對不同應(yīng)用場景,逆向設(shè)計構(gòu)建細(xì)胞工廠,開發(fā)包括但不限于食品、營養(yǎng)品領(lǐng)域的人造功能蛋白,和可用于幽門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劃進(jìn)行Pre-A輪融資,計劃融資2000萬人民幣,募集資金主要用于產(chǎn)業(yè)化建設(shè)、產(chǎn)品研發(fā),市場拓展及人才引進(jìn)等方面。

作者:王嬋