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合成生物学的应用成果正稳步进入我们的视野

已有 1318 次阅读 2021-4-27 19:30 |个人分类:科技评论|系统分类:科研笔记

               合成生物学的应用成果正稳步进入我们的视野

                            杨顺楷     四川   成都


MIT合成生物学中心已经评述了6项可商业化的合成生物学产品,正稳步地问世,向我们的传统食品医药,材料和农业领域发起了挑战(2020年12月)。

其一,借助毕赤氏酵母重组表达大豆血红蛋白,用于改善人造肉的风味,已经达到“以假乱真”的程度。这种人造肉饼具备真牛肉的质地和风味,该产品已于FDA(2019)批准,可以在全美15000店面销售。


其二,采用分子定向进化技术,对节杆菌底盘细胞实施了对该细菌属相关转氨酶的立体化学R- 选择性进行处理,实现了对该转氨酶27个氨基酸残基的突变,结果导致该生物催化剂对糖尿病药物西他立丁的化学结构,形成立体构象胺,得以完成常温常压下的绿色生物制造,其目标产品的光学纯度大于99.95%.


其三,借助酶基因克隆及遗传重组技术构建起重组菌。利用生物催化的微生物发酵工艺过程,成功生产出消除了聚酰亚胺色素基因的聚酰亚胺薄膜单体二胺产品。该产品的问世,适用于新一代的电子设备制造。目前该产品已经应用在一些柔性电路,显示触摸传感器和印刷电路产品生产。这是合成生物学在该领域推出的第一项商业化产品。


其四,应用基因组编辑技术,对基于gama-kv137变形杆菌,对玉米根部成功实现固氮的生物肥料效能。它经由解除微生物固氮基因的负反馈,唤醒了处于沉默状态的固氮基因。因为传统农业由于大量使用化学肥料,这些外源氮素会引起细菌固氮基因处于“沉默”的生理状态。2020年该技术推广面积已经达到25万英亩,2021年拟扩大推广农田面积达到百万英亩。


其五,CAR-T疗法在杀灭肿瘤细胞的应用。该疗法经由基因工程技术在体外改良患者的T细胞,表达肿瘤嵌合抗原受体(CAR);再重新引进到病患者体内,特异性识别肿瘤细胞,借助有机体的免疫能力杀灭肿瘤细胞。预估2020年销售额将达到10亿美元,众多的CAR-T疗法正处于临床试验阶段。目前的疗法主要针对白血病非实体瘤。


其六,应用CRISPR 基因组编辑技术创制新型植物油产品,即失活两个脂肪酸基因,降低相应亚油酸含量到低水平,从而使大豆的油酸含量水平高达百分之八十,这就可避免野生大豆油亚油酸含量特别高,在高温煎炸条件下快速降解,产生有害健康的反式脂肪。美日认为CRISPR编辑技术并不引入外源基因,与传统的育种技术相似,列为非转基因技术。


前述6项来自合成生物学的技术的商业化开发,估计市场份额已经达到20亿美元,预测未来的十年(2020-2030)将会推出推出更多的合成生物学产品问世,将会深刻地影响社会的经济发展和人们的生活。看来,创新的确是时代发展的主旋律。



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