未來產業 贏領明天丨短短三年,這家企業讓合成生物學走近餐桌

2020年開始探索生物合成蛋白和微生物蛋白的方向,2021年確定研究開發方向並完成實驗室建設,2022年初步完成基礎研究工作並完成首個實驗產線建設,2023年完成各類系統化研究並建成兩條生產大產線……每年往前一大步的上海昌進生物科技有限公司(以下簡稱“昌進生物”)成立於2017年,在公司成立初期,昌進生物探索了生物醫藥方向,2020年將賽道瞄准人造肉和乳蛋白兩個方向,於創始人駱濱而言,“選對賽道,很關鍵。”
錨定賽道創新路上精耕細作
“人造肉概念在國際上彼時風頭正勁,國外的同類企業大部分聚焦植物肉蛋白的開發,昌進生物是應該跟隨還是創新,是當時選擇的一道難題。”駱濱慶幸自己做出了正確的選擇,“與中科院院士許智宏先生和微生物專家廖麗博士進行了深度討論交流,特別是許智宏院士非常關注全球的糧食供應安全問題,認為將生物技術應用在可食用蛋白質領域具有重大意義。”
中科院院士許智宏先生和微生物專家廖麗博士等進行交流
駱濱介紹,微生物合成蛋白有著獨特的營養價值,同時也具有生產周期短、效率高、環境友好等優勢,可以為糧食危機、氣候變暖等迫在眉睫的問題提供解決方案。另一方面,駱濱注意到中國的乳蛋白攝入量距離全球平均水平還有較大差距,而植物蛋白及肉蛋白攝入量已經達到較高水平,這讓駱濱看清了發展方向。“用合成生物技術工業化制造乳蛋白具有廣闊的市場前景和顯著社會價值,昌進因此選擇了獨辟蹊徑發展合成乳蛋白方向。”
目前,昌進生物將合成生物學技術應用於食品領域,已搶佔食品合成生物學和微生物蛋白領域研究多個制高點,一躍成為了該領域的頭部企業之一,並具強勁的國際競爭力。
昌進生物分子實驗室操作場景
在專利方面,昌進擁有10多項專利以及百項技術秘密,通過自主創新,實現自主可控的完全自主知識產權﹔在產線方面,昌進生物首條微生物蛋白產線於2022年4月份獲得食品生產許可並投產,同時已經獲得包括BRC(英國零售認証)、FSSC22000、ISO22000、HACCP等多項國際認証﹔在廣聚英才方面,昌進生物更是不遺余力。駱濱介紹,現有的150名團隊成員中,其中研發團隊由40多位學者、博士、碩士組成,“工程思維及系統化推進的方式啟動項目,將不同領域的學者及相關人才聚集,迅速完成全產業鏈組合研發團隊和設施的建設,實現開發的從0到1。”
截至目前,昌進生物已經獲得國家高新技術企業、上海市專精特新中小企業、上海創新型中小企業等多項認証。
產學研融合“跑”出行業發展加速度
昌進生物以微生物學、分子生物學、合成生物學、發酵工程為核心開展研發,開辟了微生物蛋白和生物合成蛋白兩條技術路徑。
在微生物研究領域,昌進生物開展菌株分離、篩選和培育研究,建立菌株活體資源庫,對菌種進行多維度選育、馴化,獲得了適合商業化開發的底盤細胞專利菌株。在合成生物研究領域,昌進生物在宿主、基因靶點、代謝途徑、遺傳操作體系、基因編輯技術、特有生物元器件等幾個維度進行了全方位的深度研究,將牛乳蛋白的基因植入微生物底盤細胞,由微生物精確分泌牛乳蛋白,在全球首次實現可食用菌株異源表達系列乳蛋白。
區別於國外同行,昌進生物建立了非甲醇誘導型乳蛋白表達體系,“安全性高、適合放大生產等特點是這項創新技術體系獨一份!”昌進生物由此在全球食品合成生物學領域實現了彎道超車的獨辟蹊徑技術路線。“目前,我們已經實現了牛、羊、狗、貓、鯨魚、海豚、熊貓等多種哺乳動物的β-乳球蛋白表達以及酪蛋白(β型及α型)、乳鐵蛋白(N葉、C葉)、甜味蛋白、糖苷酶、AI設計蛋白等多個高價值產物的合成。”駱濱介紹。
一直以來,昌進生物積極推動行業發展,不僅是上海市合成生物產業協會副會長單位,上海市生物醫藥行業協會副會長單位及合成生物專委會主任委員單位,還與南昌大學食品科學與技術國家重點實驗室獨家合作成立“合成生物創新食品聯合實驗室”。
駱濱認為,食品合成生物學創新首先要解決三大難題:高安全性、低成本和適口性。“這方面可借鑒的研究很少,需要組織團隊攻關。”駱濱表示,食品是大量食用的產品,對安全性和成本有更嚴苛的要求。需要滿足表達量高、易純化等要求,對基因編輯的技術要求很高,“考慮安全性要求,現有的成熟技術很多無法使用。”再者,則是適口性作為食品的基本屬性之一,也需要進行微生物代謝研究和食品應用開發研究。為此,昌進生物組建了貫穿上中小游9個團隊,組織各團隊協同攻關,其中包括1個微生物,2個分子團隊,1個代謝工程,3個發酵團隊,1個固態食品團隊,1個液態食品團隊。
面對未來,昌進生物依舊面臨諸多研發瓶頸及市場挑戰,而人才、准入以及與下游企業共同聯合開發適合消費者需求的產品這些問題也亟待解決。
昌進生物產品及部分應用
“我們還將進一步開發基於AI設計的特殊功能蛋白,擴展多個創新蛋白表達。”駱濱表示,昌進生物將持續加強自主技術的研發和突破,同時充分發揮上海市合成生物產業協會,上海市生物醫藥行業協會,合成生物創新食品聯合實驗室的合作協同作用,積極推動行業發展,成為行業內全球領先企業。“在生產制造方向,我們還將持續進行非糧源培養基開發和能源優化,以符合可持續發展的要求。”駱濱說。(圖片均由採訪對象提供)
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