合成生物学专家–20231207

谢总从研发者的角度介绍了合成生物学的技术原理和发展趋势。提到了合成生物学可以用于生物质转化和农业废弃物利用方面，并且可以替代植物提取物和化学溶剂，以及开发新型燃料。通过基因编辑和组学分析技术，合成细胞可以实现功能改变和代谢途径的优化。 谢总从研发者的角度介绍了合成生物学的技术原理和发展趋势。提到了合成生物学可以用于生物质转化和农业废弃物利用方面，并且可以替代植物提取物和化学溶剂，以及开发新型燃料。通过基因编辑和组学分析技术，合成细胞可以实现功能改变和代谢途径的优化。 合成生物学的原理与化工相似，但可以通过基因编辑和催化剂的控制实现对化工产品的定向生产。然而，合成生物学的进化代谢和优势特性的选择需要经过多代传代才能获得高产菌株。通过测量转化率、生产速率和产量指标，可以预估合成生物学产品的成本和商业化可能性。华恒生物和蓝衍生物是合成生物学在化工竞争中的成功应用案例。合成生物学领域的研究成 果和发展动态，包括构建方法、转化率提升以及天然产物开发潜力的介绍也有涉及。还讨论了合成生物学研发过程中的难点，选品和放大过程中的挑战。 Q&A 请分享一下专家对于合成生物学的理解。合成生物学是如何实现可再生能源替代的？ 合成生物学可以被理解成一种更高级的基因工程，它能够转移更多的基因来深度改造生物，从而为工业应用服务。通过生物质资源转化为可再生的化合物，再生成二碳、三碳、四碳、五碳、六碳的平台化合物，最终生成化工产品来满足社会需求，实现可再生能源的替代。 合成生物学与转基因植物的区别是什么？ 合成生物学能够转移多个基因，而转基因植物只能转移一个基因，范围更广。合成生物学的技术进步包括哪些方面？ 技术进步包括能够测序、合成DNA和DNA的序列以及创造新的生命体。人工细胞工厂的目标是什么？ 已经在中式，目前大部分是国外的一些公司，他们的目标是将生物聚合物、尼龙、化学溶剂、新型燃料转化为商业化的产品。植物天然化合物在生产和提取方面存在哪些困难？人参、西洋参活性成分是如何被替代的？ 在提取植物天然化合物时，由于种植和提取过程存在大量的危害和低产量，价格较高。而利用合成细胞工厂，可以大大降低对植物的破坏，并且能够大大提高产量。通过利用合成细胞工厂，能够生产出具有相当于100亩甚至1万亩种植和提取手段的植物天然化合物。 如何制造出具有高性能的细胞？ 可以通过底盘细胞和自然生物、天然化合物、合成途径优化技术来制造具有高性能的细胞。如何优化代谢途径以生产所需的产物？如何建立合成细胞工厂？ 通过对合成细胞进行代谢途径的优化，可以生产出所需的产物。合成细胞工厂可以通过构建底盘细胞和合成途径优化技术来实现。基因编辑技术的作用是什么？ 能够实现基因编辑和优化细胞的功能，进而改变其代谢途径以生产所需的产物。合成生物学与传统化学有哪些优势？生物化工技术的竞争如何？ 合成生物学具有更高的生产力、能耗和排放的降低、更低的价格优势。合成生物学已经实现了一些部分商业化，可以与化工进行竞争。生物门槛是否较低？ 生物门槛相对较低，利用合成细胞工厂可以生产出大量的商业化产品。细胞中的催化体系如何实现丁二酸的生产？ 细胞通过消除不需要的酶，如乳酸催化丙酮酸和乳酸的乳酸脱氢酶，来实现丁二酸的生产。如何挑选出优质丁二酸生产菌株？ 在细菌中，生长速度快、产量高的菌株通过自然选择获得了优势特性，而：这些特性可以传给后代，后代仍具有优势。通过不停地传代，菌株就 可以获得优质丁二酸生产菌株。细胞为什么只能生产丁二酸？ 细胞只能生产丁二酸是因为在进化代谢中，它必须通过正向能量获得，并通过氧化还原平衡。只要满足这两个条件，细胞就只能生产丁二酸。 细胞中的高产菌株具有哪些特性？ 高产菌株的特性包括：每克葡萄糖生产的丁二酸量高，生产速度快，产量高。通过这三个指标，可以预估细胞生产丁二酸的成本。细胞中的菌株如何保护？ 为了保护细胞中的菌株，可以通过专利的方法将其保护起来。如果这些菌株泄露了，就可能造成不正当的利益损失。如何分析基因突变导致高产？专利保护对于提高产量有何作用？ 通过分析高产的关键基因的突变，以及它们与关键产量突变的对应关系，可以将其保护并实现反向代谢工程的下一代菌株的迭代升级。是必要的，只有保护了关键的突变点，才能确保它们是被专利保护的，防止别人侵权。 如何进行基因编辑以重现已知的突变点？ 基因编辑的方法可以用于重现已知的突变点，这样就能够获得可以使用的第二代菌株。菌种的迭代升级有哪些关键步骤？ 关键步骤包括获得新的突变点，分析突变的位点，并将其重现在野生菌中，这样可以得到新的菌株。丁二酸的实现方法有哪兰1 通过自然的突变，以及对每一步骤进行优化，例如将竞争途径敲掉，将酶进行表达优化，这样可以实现丁二酸的实现。低乳酸的实现是如何完成的？ 通过分析已知的突变点，构建新的转化途径，这样可以将低乳酸实现。稀氨酸和酰氨酸的构建方法是什么？酰氨酸类的转化有何优势？ 都可以通过基因突变以及分析突变的位点来实现，例如使用生物发酵来构建。通过改变厌氧发酵的方式，例如使用大肠杆菌进行厌氧发酵，可以使得酰氨酸的转化率得到提升，例如转化率可以达到058克每克。 天然产物在生物合成领域的应用和潜力如何？ 尚未大规模进入市场，未显示出潜在的经济潜力，需要突破天然化合物，以提高价格和性能。定制内容添加微信是什么？番茄红素的细胞工厂是怎样构建的？ 是一种将大肠杆菌改造成可以生产定制内容的细胞工厂。需要经过非常多的反应和合成模块的改造，比如丁二酸、L丙氨酸和咸安酸。合成生物学市场存在哪些公司？ 主要存在于美国和国内的公司，如geometric、划痕和蓝鲸微生物。此外还有一些使能技术公司，如金斯瑞、华大。艾瑞斯公司为什么走向倒闭？ 主要是因为其强大的菌株构建研制和构建能力的竞争力，以及其高研发费用，难以支撑大规模生产。青蒿素在选品上的错误是什么？青蒿素为什么没有达到1美元以下的价格？ 主要市场是非洲，是劣迹的药物，而赛诺菲已经在2000万的支持下生产并销售了，导致了一些挫折。青蒿素当时的成本是可以做到25美元每升，但是它的成本和汽油的价格相比较高，无法竞争，所以无法达到1美元以下的价格。 法尼烯为什么最终没有做成功？ 法尼烯是当时的一个重大的挫折，但是后来股价也没有恢复到最初的水平。 为什么国内的合成生物公司都还在一级市场？合成生物学公司的选品方向和趋势是什么？ 主要原因是每个公司都有自己的保密措施，我们也不知道他们具体的发展方向。每个公司的选品方向和趋势都是不公开的，但总体趋势是利用生物质资源生产脂肪酸和醋酸，以及开发可以利用菌种的技术，包括利用木质纤维素、工业废弃物和化工产品。 未来的生物质资源和非生物质资源有哪些可以开发的方向？ 未来可以利用氢气、二氧化碳、一氧化碳合成器物原料来生产乙醇、乙酸化工产品，这也是未来发展的一个方向。含苯类物质目前的探索情况如何？ 目前含苯的生物细胞工程还不擅长，因为其毒性相对较大，目前正在探索海塞的橡胶、海塞的塑料生物高分子材料的可再生循环。目前国内的研发模式是怎样的？研究所转化的一些产品有哪些？ 主要是由研究所、高校为发动机，积累专利技术品种后，由厂家去把这些技术品种转化为产品。包括胡萝卜素、天麻素、地乳酸、乌尔兰红景天干，正在产业化的有天然化合物如人参皂昔、天麻素、玫瑰精油、玫瑰精油。 如何实现产业转化？ 产业转化的模式是公司通过合作挑选合适的专利项目，将其购买并做成落地的产品。为什么研究所会倾向与公司合作？ 因为研究所是面向国民经济的纵向经费支撑，研发团队中有大量的博士生、硕士生、博士后的学生，而且还有优质的海归研究员。研究所希望通过合作与公司进行产品研发，并且公司更擅长这些产品的应用。 单位的专利情况如何？ 包括主要专利项目，目前研究所的研发能力远远高于国内的所有公司的研发能力。合成生物学技术的特点和优劣势如何比较？ 优势在于可以生产保健品、药物中间体体外反应，劣势在于成本较高，不能达到百分之百转化率。酶辅因子在反应中起到什么作用？为什么第二酸需要正的能量获得？ 酶辅因子是体外复杂的酶催化中非常重要的元素，如APP和NMN。第二酸需要在能量的循环中生成，但如果只添加APP，价格非常贵，且会积累磷酸，难以做到。 氧化还原循环的复杂性和难点是什么？ 氧化还原循环的复杂性体现在需要添加辅因子并使其平衡，而这是非常困难和昂贵的。无细胞体系是否更适合小量合成蛋白质产物？ 无细胞体系不太适合大规模合成蛋白质产物，但在科研研发过程中可以用于合成小规模的化合物。 合成生物学在选品方面的优势和劣势在哪里？优势在于能够合成一些大众化合物，但劣势在于高附加值产物的合成尚未实现，且生产批件不易获得，因此只能用于适合细胞工厂法律法规的材料生产。