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

合成生物學的前景巨大,通過對現有生物系統(tǒng)的改造,或者人工合成基因組重構生命體,實現第三次生物技術革命即生物體系的工程化。這種革命性的技術變革突破了生物自然進化的局限,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生物工程博士、劍橋大學生物技術研究所訪問學者,一直專注于工業(yè)蛋白質(酶)工程、微生物細胞工程、蛋白質(多肽)分子理性設計及應用方向的研究,李博士在海外一流學府的研究經歷為日后他和他的澳洲團隊回國創(chuàng)立百葵銳生物打下了堅實基礎。

李華珍博士

專注蛋白精準設計與蛋白分子機器

近期,引起大家極大關注的谷歌DeepMind公司Alphafold人工智能系統(tǒng),在蛋白3D結構預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計,預測模擬蛋白3D結構,進而實現蛋白功能的創(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制中的重要作用具有深遠的影響。

百葵銳團隊的蛋白精準設計與蛋白分子機器技術,結合生物大數據機器學習和理性設計,開發(fā)功能強大的蛋白元件,并以此為基礎,對蛋白分子進行定向進化,進一步提高蛋白性能。百葵銳運用智能自動化高通量篩選系統(tǒng),結合高效基因編輯技術,構建具有高度協(xié)同效應的蛋白機器,從而快速打通產品在細胞中的代謝合成通路,設計開發(fā)出高效細胞工廠,大幅提升合成效率。

百葵銳合成生物學產品開發(fā)邏輯

基于這種合成生物學開發(fā)邏輯,百葵銳生物將生物合成的生產過程模塊化,構建出能夠“即插即用”的生物元器件,在底盤細胞工廠中高效地創(chuàng)建目標產物的代謝路徑,為快速設計藥物合成路線,合成超級生物催化酶鋪平道路。百葵銳技術可實現面向不同應用場景下,快速生產出高附加值的產品,如生物醫(yī)藥領域的抗生素替代物、人造功能蛋白等。

李華珍博士也告訴動脈網,基于蛋白精準設計和蛋白分子機器的生物合成技術難點在于前期的蛋白分子機器元件設計,以及大量實驗數據的高通量篩選和復雜的基因線路設計與調控。不過這部分技術難點公司通過構建蛋白元件庫、結合機器學習與蛋白理性設計得以解決。目前,通過精準設計開發(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)生產方式已大幅提升。

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

百葵銳生物團隊一直追求技術與市場需求的匹配,用合成生物技術賦能傳統(tǒng)產業(yè)轉型升級。在完成了合成生物技術平臺構建后,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)保問題被關停了,所以我們百葵銳生物采用合成生物學技術,用綠色生物合成方式,對國內的醫(yī)藥企業(yè)進行賦能�！�

基于百葵銳生物的蛋白分子精準設計與蛋白分子機器技術,公司目前已經建立了相應的基因元件庫及底盤細胞庫,同時結合市場的痛點,針對抗生素耐藥性難題,公司在類噬菌體產品管線上進行研發(fā),并取得了重大進展。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鍵技術孵化項目。公司的類噬菌體顆粒產品即將在皮膚感染,護膚等領域得到應用,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,產量規(guī)模由原來4萬噸/年增產到8萬噸/年。

公司堅持以市場為導向,深度理解產品需求及生產工藝痛點,面向產品和工藝,逆向設計細胞工廠,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,以蛋白分子機器理性設計與定向進化結合為核心,化繁為簡,簡化基因線路及代謝路徑,綠色、高效、規(guī)�；�地生產高附加值的產品。

同時,百葵銳生物也注重與領域內同行以及跨領域的合作。目前該公司即將進駐中科院深圳先進技術院合成生物工程創(chuàng)新中心,借助這個契機,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設施——自動化高通量實驗操作平臺Bio-foundry,實現蛋白開發(fā)的“高速化(高通量篩選)”與“數字化(云數據分析)”。

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用場景,逆向設計構建細胞工廠,開發(fā)包括但不限于食品、營養(yǎng)品領域的人造功能蛋白,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品。

據悉,百葵銳生物目前正在計劃進行Pre-A輪融資,計劃融資2000萬人民幣,募集資金主要用于產業(yè)化建設、產品研發(fā),市場拓展及人才引進等方面。

作者:王嬋