行業動态 | 光合作(Do)用(Use)碳同化的(Of)合成生(Born)物學研究進展;「天麻素」生(Born)物合成的(Of)全球首個(Indivual)商業化規模生(Born)産得以(By)實現
創建時(Hour)間:2022-12-05 10:57

行業動态資訊彙總:
1.光合作(Do)用(Use)碳同化的(Of)合成生(Born)物學研究進展;
2.微藻光驅固碳合成技術的(Of)發展現狀與未來(Come)展望;
3.Neobe Therapeutics利用(Use)合成生(Born)物學來(Come)改造細菌;
4.「天麻素」生(Born)物合成的(Of)全球首個(Indivual)商業化規模生(Born)産得以(By)實現。

一(One)、光合作(Do)用(Use)碳同化的(Of)研究進展
随着人(People)口增多及耕地面積的(Of)減少,人(People)類對糧食的(Of)需求日益增加,因此保障足夠的(Of)糧食供給尤爲(For)重要(Want)。光合作(Do)用(Use)通過光反應和(And)碳同化把無機物轉換成有機物,是(Yes)地球上(Superior)最重要(Want)的(Of)化學反應。90%以(By)上(Superior)的(Of)植物幹物質來(Come)源于(At)光合作(Do)用(Use)固碳反應,光合作(Do)用(Use)同化的(Of)有機物是(Yes)作(Do)物産量形成的(Of)物質基礎,因此提高作(Do)物光能利用(Use)效率是(Yes)提高作(Do)物産量的(Of)重要(Want)途徑。近年來(Come),合成生(Born)物學在(Exist)能源、材料、健康和(And)環境等多領域的(Of)快速發展,爲(For)提高植物光合效率提供了(Got it)新的(Of)機遇。
利用(Use)合成生(Born)物學對光合作(Do)用(Use)碳同化進行改造,不(No)僅可以(By)提升作(Do)物碳同化效率和(And)生(Born)物量,而且還能降低大(Big)氣中的(Of)二氧化碳濃度,減少溫室效應。未來(Come)合成生(Born)物學可以(By)在(Exist)以(By)下方面進行改進,以(By)期提高作(Do)物的(Of)産量:①尋找高羧化活性的(Of)Rubisco酶及高效的(Of)C4物種的(Of)Rubisco酶;探究Rubisco在(Exist)葉綠體中的(Of)成功折疊、組裝到(Arrive)功能維護等多個(Indivual)複雜的(Of)分子過程,爲(For)在(Exist)作(Do)物中高羧化活性Rubisco酶的(Of)功能性表達提供基礎。②探究C4作(Do)物中CCM形成的(Of)機制及藍藻羧酶體多種蛋白質的(Of)協同表達,爲(For)在(Exist)C3作(Do)物中引入CCM創造條件。③尋找新的(Of)光呼吸替代支路,減少光呼吸代謝産物的(Of)生(Born)成,提升支路釋放出(Out)的(Of)二氧化碳利用(Use)率。④尋找非依賴于(At)卡爾文循環二氧化碳同化新途徑。
通過合成生(Born)物學方法設計并重構高光效回路,建立新型高效人(People)工植物光合新體系具有非常大(Big)的(Of)市場前景,對于(At)推動農業以(By)及食品加工業等經濟發展具有重要(Want)意義。
提高光合作(Do)用(Use)碳同化效率總思路
文章來(Come)源:盛陽陽, 徐秀美, 張巧紅, 張立新. 光合作(Do)用(Use)碳同化的(Of)合成生(Born)物學研究進展[J]. 合成生(Born)物學, 2022, 3(5): 870-883

二、微藻光驅固碳合成技術的(Of)現狀與未來(Come)
氣候變化是(Yes)當今人(People)類面臨的(Of)重大(Big)挑戰,應對氣候變化已經成爲(For)全球共識。而氣候變化的(Of)潛在(Exist)重要(Want)原因之一(One)是(Yes)碳的(Of)過量排放,其會導緻地球氣候變暖、溫室效應以(By)及出(Out)現極端惡劣天氣。在(Exist)全面推動“碳達峰、碳中和(And)”任務實施的(Of)大(Big)背景下,發展二氧化碳的(Of)高效資源化利用(Use)技術可同時(Hour)緩解迫切的(Of)環境和(And)能源壓力,是(Yes)實現“雙碳”目标的(Of)重要(Want)途徑。
微藻是(Yes)一(One)類具有單細胞或簡單多細胞結構的(Of)原核或真核生(Born)物,原核微藻主要(Want)指藍藻(藍藻科),真核微藻主要(Want)包括綠藻(綠藻科)和(And)矽藻(矽藻科)。微藻是(Yes)研究光合作(Do)用(Use)機制的(Of)重要(Want)模式體系,也是(Yes)極具潛力的(Of)新型微生(Born)物光合平台。
微藻光驅固碳合成技術因其具有利用(Use)太陽能直接将二氧化碳轉化爲(For)重要(Want)生(Born)物基産品的(Of)優勢而得到(Arrive)廣泛關注。得益于(At)合成生(Born)物技術的(Of)蓬勃發展,對微藻天然光合代謝網絡重塑的(Of)深度和(And)廣度都在(Exist)不(No)斷加強,越來(Come)越多的(Of)生(Born)物燃料和(And)生(Born)物基化學品的(Of)微藻光驅固碳合成路線都已成功打通。在(Exist)代謝與合成之外,合成生(Born)物學技術手段還使得改變微藻細胞生(Born)理和(And)代謝行爲(For)的(Of)時(Hour)空限定成爲(For)可能,有望實現特定時(Hour)間、特定環境、特定信号響應性的(Of)微藻放氧、固碳、産電等設定活動,從而推動微藻生(Born)物技術與生(Born)物醫學、生(Born)物光伏、航空航天技術等全新場景和(And)技術領域的(Of)交叉融合。随着微藻生(Born)物技術應用(Use)深度和(And)廣度的(Of)全面拓展,微藻的(Of)遺傳、生(Born)理和(And)代謝特性還需要(Want)針對工程放大(Big)和(And)靶向應用(Use)過程中特定的(Of)體系、條件和(And)環境進行适配性的(Of)設計、改造和(And)優化。
微藻合成生(Born)物技術的(Of)蓬勃發展無疑正成爲(For)該領域的(Of)全新發展動力,随着越來(Come)越多高效、穩定、安全的(Of)人(People)工合成微藻光合細胞工廠的(Of)開發應用(Use),微藻光驅固碳合成技術的(Of)發展将獲得更多的(Of)助力,相關産業落地應用(Use)也必将不(No)再遙遠。
微藻光驅固碳合成技術的(Of)開發模式

文章來(Come)源:崔金玉, 張愛娣, 栾國(Country)棟, 呂雪峰. 微藻光驅固碳合成技術的(Of)發展現狀與未來(Come)展望[J]. 合成生(Born)物學, 2022, 3(5): 884-900

三、利用(Use)合成生(Born)物學來(Come)改造細菌
一(One)個(Indivual)多世紀以(By)來(Come),人(People)們(Them)一(One)直在(Exist)研究細菌的(Of)抗癌潛力,一(One)些公司也正在(Exist)開發針對腫瘤的(Of)細菌産品,但是(Yes)大(Big)多數公司傾向于(At)使用(Use)細菌直接靶向癌細胞或引發腫瘤内的(Of)免疫反應。
Neobe 在(Exist)免疫腫瘤學和(And)細菌工程方面的(Of)專業知識基礎上(Superior),正在(Exist)開發一(One)個(Indivual)可編程微生(Born)物治療工程平台,對細菌進行基因改造使其産生(Born)一(One)種可以(By)破壞腫瘤保護壁的(Of)酶,這(This)種細菌定植于(At)腫瘤微環境,像特洛伊木馬一(One)樣使免疫細胞能夠穿透這(This)些免疫排除的(Of)腫瘤。
與當前的(Of) CAR-T 療法等癌細胞療法不(No)同,細菌療法的(Of)制造過程相對簡單。細菌的(Of)生(Born)長容易且成本低廉,這(This)使得制造過程很容易實現。盡管如此,構建這(This)種新型療法的(Of)挑戰之一(One)是(Yes)防止細菌在(Exist)被注入血液時(Hour)引發免疫反應。Neobe 選擇了(Got it)不(No)易受到(Arrive)免疫系統攻擊的(Of)細菌菌株,并将确保細菌隻能在(Exist)腫瘤部位存活。
文章來(Come)源:
https://www.neobetherapeutics.com/
https://www.labiotech.eu/

四、「天麻素」生(Born)物合成的(Of)全球首個(Indivual)商業化規模生(Born)産得以(By)實現
在(Exist)我(I)國(Country),天麻已經有着超過2000年的(Of)藥用(Use)曆史,是(Yes)治療眩暈、頭痛的(Of)常用(Use)中藥,在(Exist)傳統醫學文化中有着豐富的(Of)使用(Use)曆史。而天麻素,便是(Yes)天麻當中的(Of)主要(Want)活性成分,是(Yes)一(One)種天然存在(Exist)于(At)天麻的(Of)藥用(Use)化合物。
目前,天麻素主要(Want)來(Come)源于(At)化學合成和(And)植物提取,此外,其還可以(By)通過曼陀羅花細胞培養物轉化4 - 羟基苯甲醛來(Come)生(Born)産。Double Rainbow開發了(Got it)用(Use)于(At)生(Born)産天麻素的(Of)變革性生(Born)物技術和(And)商業規模發酵工藝,實現了(Got it)世界首例商業規模的(Of)天麻素生(Born)物合成生(Born)産。
依托HARMONY和(And)PRISM兩大(Big)技術平台,通過合成生(Born)物學發酵生(Born)産天麻素,這(This)将使得人(People)們(Them)能夠可持續地獲取這(This)種重要(Want)的(Of)藥用(Use)天然化合物,從而避免了(Got it)植物提取或化學合成方法對于(At)環境造成的(Of)負擔。分子生(Born)物合成平台HARMONY解碼有價值的(Of)生(Born)物活性化合物的(Of)生(Born)物合成途徑,并通過合成生(Born)物學可持續地重建它們(Them)——在(Exist)生(Born)物工程細胞工廠中重建自然合成途徑,以(By)提供有價值的(Of)分子,并通過修飾使生(Born)産更加高效。
酶修飾平台PRISM以(By)開發糖基化藥物爲(For)重心。利用(Use)前所未有的(Of)酶庫将天然或合成藥物與功能性糖化過程聯系起來(Come),以(By)對新的(Of)、現有的(Of)或以(By)前廢棄的(Of)藥物化合物進行修飾改造,進一(One)步挖掘藥物分子的(Of)特異性和(And)療效。
天麻素在(Exist)制藥和(And)消費者健康行業具有廣泛的(Of)應用(Use),通常被用(Use)以(By)治療神經衰弱、頭痛和(And)偏頭痛等疾病,再加上(Superior)天麻素還擁有改善認知、記憶等功效,因此其還在(Exist)其他(He)一(One)些國(Country)家被用(Use)作(Do)膳食補充劑來(Come)進行銷售。天麻素在(Exist)合成生(Born)物學上(Superior)研究其實已經有着成功案例,而這(This),或許可以(By)爲(For)我(I)們(Them)提供更廣泛的(Of)應用(Use),市場前景會更廣闊。
天麻(來(Come)源:BIGLOBE)

文章來(Come)源:
https://www.doublerainbowbio.com/news/articles/2021-a-year-in-review