合成生物学(工程生物学)是生命科学领域的一门新兴交叉科学,被认为是理解生命的新钥匙(造物致知)和未来的颠覆性技术之一(造物致用)。

为进一步加强国内外合成生物学领域的交流合作,提高我国在合成生物学领域的国际地位,推动国内生物产业蓬勃发展, 2023 年 4 月 27-28 日第四届工程生物创新大会、第二届中国合成生物学学术年会、首届亚洲合成生物创新大会将在深圳光明科学城启幕,为推动中国与亚洲合成生物科学与产业发展提供交流平台,为加速深圳合成生物产业发展集聚贡献力量。

刘建.jpg

以下是中深圳瑞德林生物技术有限公司董事长、首席执行官刘建在第四届工程生物创新大会上的精彩致辞,由云现场整理。

我从商业视角来思考一下合成生物产业,“绿色科技成就健康生活”是我们公司的使命,大家可以看到绿色科技是我们作为健康生活的工具,所以从我们对合成生物的理解来说我们会从“合成生物技术可持续发展的必然选择”来进行分享。

我们从整个人类获得物质的获取方式来考虑的话,它一共是经历了三代技术的发展过程,第一代是天然获取;第二代基于工业革命200多年发展的时间,我们发展了基于化学能源的化学合成技术;第三代是基于一代二代分别的优势结合发展起来的基于无细胞或者全细胞合成的方式。

工业革命催生了化学合成的技术,但是它也没有让我们一代的技术从此消亡,所以在长期这200多年的时间里,随着化学技术不断的发展,但是一代技术在特定区域有比较好的应用空间,比如青蒿素、植物提取物、水果、等等都大量存在。我们有理由认为在未来很长期的一个时间里,这三种技术都会长期共存。

我们接下来总合成生物的技术本身来说,我们想通过简单的方式透视一下合成生物技术它的底层逻辑是什么,我们希望通过最简单的方式来透视。我们可以看到三代的技术都有同样的一个来源,就是通过光合作用形成这种我们的能量物质,不断的通过直接获取,或者通过石油、煤炭这样的高能物质转换,最后通过化学工艺实现我们要的物质。同时也可以通过细胞或者微生物获取我们需要的物质,当然通过天然的诱变技术也可以实现,比如酱油、醋,早期生物发酵的产品,但是基于理性设计下的基因编辑技术,加快和催生了我们地三代的生物合成的技术,这个技术的核心从我们简单来看就是两个要点:

1、如何解决生物合成或者生物反应关键的酶,如何解决酶的筛选和改造的问题;

2、一旦我们得到这一系列这样高效的酶的情况下,如何实现酶在不同环境体系下的应用。我们区分两种应用场景,一种是细胞外的无细胞的反应制造体系;二是基于细胞内的细胞工厂的制造体系。

整体会把整个合成生物的技术可以分成两部分:一是如何发现和改造酶,二是如何把酶用好。这有点类似于我们半导体产业,一是如何去发展更好用的芯片,二是如何组装一个体系把芯片的能力最大化激发出来。

所以我们会关注到,如何找到、筛选、发掘对我们更好用更好效的酶,在前面一天的时间很多的教授和老师、产业界的朋友都介绍到了酶的筛选和改造的通用方式:一是基于虚拟筛选,人工智能和生物计算的虚拟筛选,当然要经历过一系列算法的构建;二是基于虚拟筛选出来的酶如何更快的通过数据的搞通量实验验证酶是不是如我们想象中来发挥他们的功效,形成我们的快速验证和迭代更新。

我们2017年创立的时候团队十几个人,一年的时间也只能改造1到2个酶,但是通过5年多的发展每年可以改造和筛选出接近2000个酶,通过人工智能生物计算,以及高通量筛选的循环体系,可以大大加速我们对酶的筛选和改造的能力。

如何运用好改造出来的好的酶?我们可以选择细胞内的细胞工厂的高效的表达体系;我们也可以选择在细胞外构建一个类似于细胞体系的环境,这样的话我们这个体系更容易控制,唯一的缺点就是一系列的酶会有一系列反应如何在一个体系下兼容。

从商业纬度跟大家分享我们对于合成生物技术、合成生物产业未来发展的方向。

1、领先的技术是否具备颠覆现有生产方式的潜力,我们举个例子是我们公司的一款产品叫做蓝铜肽,它是三肽产品,要经过三个氨基酸不断的衍生、进行偶联、脱保护,经过一系列比较长的工程。

而我们这个过程当中,一是整个操作反应过程比较长,它从前端到后端我们需要庞大的反应体系和生产制造工厂的规模,才能够生产出比较少量的这种我们需要的产品。二是我们利用传统的基因重组技术,取决于我们蛋白表达的体系,而蛋白表达体系直接限制了我们生产出来产品的规模和产品的成本。

所以其实我们最开始的时候是希望成立这家公司,希望用合成生物的技术解决肽类产品规模化的生产,我们采用了类似于现在酶醋DNA的方式,利用酶的方式进行氨基酸的拼接和组装,这样我们可以一部反应下多个氨基酸直接生成我们需要目标的肽类的产品。可以看出来这一种技术可以大幅度大规模,数量级的实现我们的成本的降低。

2、我们要考虑的就是领先技术能否转化成产业化的优势,大家可以看到虽然你的技术可以很领先,但是从我们对于一个产品的产业化来说它有很多的要素需要考虑,我们在这里列举了9个纬度、5种合成生物的技术,来对比不同的技术在不同纬度上有什么样的优势和劣势,通过我们的优势和劣势的组合,我们选择在特定的环境下,或者特定的环境下选择什么样的技术实现我们这个产品的产业化。

3、我们需要考虑产业化优势是否能够转化为具体的产品的竞争优势,我们刚才说了技术是一个工具,我们实际销售的是产品或者服务,而这个具体到产品来说对于我们来说就是终端客户是否对你的产品能够买单,实际上买的是产品,而产品在我们的技术和我们的产业化能力来说可不一定在那个时点上你的技术和你的产业化能力可以在行业当中得到比较好的匹配。所以我们也需要考虑到一个产品的生命周期,比如产品生命中间的导入期还是成长期,你要考虑的是短平快,天然提取的技术就可以实现它的应用我们就可以用利用天然提取的技术,像青蒿素,早期我们就可以采用天然提取,那个时候的规模比较小,成本不那么敏感,但是随着整个产品的导入进入成熟期或者衰退期的时候,我们需要更绿色环保规模更大、成本更低的技术实现大规模的供应,但是需要低成本,需要我们在不同的产品生命周期考虑不同的应用和产业化。

4、我们需要考虑产品能否获得市场认可,形成商业优势。我们合成生物生产的是原料或者原材料,我们用化学的角度来看就是一个分子结构,以分子结构创造产品,把它兑现成一个又一个原料或者原材料。今天上午李总提到了PHA有很多物质形态,不同的物质形态有不同的应用领域,我们以特定的物质创造特定的产品,以产品来赢得客户,以商品创造价值。我们关注的是客户的价值本身,如何给客户创造价值才是我们选择产品、利用技术来实现它商业化变现的一个最主要的途径。

最后我需要单独介绍一下我们瑞德林在生物合成技术的场景化的实践,

1、我们比较关注活性原料的应用,现在全球主导的趋势是基于绿色、健康、安全这样三个主题的大趋势,但是他们有不同的纬度,我们展示的是欧莱雅对于他们的化妆品2030年的计划,95%的配方都要实现生物机。

2、我们需要对我们选择的产品要安全、健康、有效,这是最根本的因素。在我们过往的经历BD团队、行业团队花费了很多的精力,在1.5亿个化学分子,或者50万个化学产物当中进行的筛选,基于氨基酸、核苷酸、糖这样的基本单元参与生物体内代谢活动的天然分子及其衍生物,更符合安全、健康、有效的分子,这一类的分子在我们进行分析之后,现在市场上60%—70%的爆款或者热款的分子结构基本上是集中在这一类的产品当中。

我们如何是现在选定的这一类生命分子它的技术实现和产业化应用,我们以酶为核心的多学科技术体系,我们实现活性原料的绿色制造,我们不仅实现绿色生产,而且要实现自动化和智能化的生产,这个过程中我们组织了一整套研发体系,5年前10多个人,现在建成200多号人的研发体系,每年产出10到20款不同的基于生命分子的产品。

通过我们这5年多的努力,我们已经实现这样绿色活性原料在抗衰全场景的创新应用,包括我们营养健康、医福护肤、保健、材料等一系列的应用。

公司的战略定位是绿色活性原料的引领者,欢迎大家光临我们瑞德林与我们洽谈一些合作。谢谢。