2023年6月3日，以“科技筑底 創(chuàng)新引領(lǐng)”為主題的中國(guó)(濟(jì)南)透明質(zhì)酸產(chǎn)業(yè)大會(huì)在山東濟(jì)南隆重開(kāi)幕。同期，“細(xì)胞工廠與功能糖生物制造會(huì)議”暨第四屆生物活性物系列會(huì)議也重磅召開(kāi)。來(lái)自北京化工大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院過(guò)程工程研究所、上海交通大學(xué)、山東大學(xué)、江南大學(xué)等數(shù)十位知名專(zhuān)家學(xué)者出席論壇，共同就功能糖領(lǐng)域發(fā)展現(xiàn)狀以及新趨勢(shì)、新成果展開(kāi)權(quán)威解讀和多方探討，助推功能糖產(chǎn)業(yè)及相關(guān)技術(shù)創(chuàng)新高質(zhì)量落地。
華熙生物首席科學(xué)家郭學(xué)平在會(huì)議進(jìn)行分享
華熙生物首席科學(xué)家郭學(xué)平分享糖胺聚糖生物合成進(jìn)展
作為企業(yè)方代表，華熙生物首席科學(xué)家郭學(xué)平出席論壇，并以“糖胺聚糖生物合成進(jìn)展”為主題進(jìn)行分享。透明質(zhì)酸、肝素、硫酸軟骨素是糖胺聚糖中應(yīng)用最廣泛的三種，據(jù)數(shù)據(jù)顯示，全球透明質(zhì)酸和硫酸軟骨素原料超過(guò)80%產(chǎn)自中國(guó)，而肝素原料也有超過(guò)60%產(chǎn)自中國(guó)。會(huì)上，郭學(xué)平博士對(duì)透明質(zhì)酸、肝素、硫酸軟骨素等應(yīng)用最廣泛的三種糖胺聚糖生物合成進(jìn)展進(jìn)行了介紹，并且分享了華熙生物在相關(guān)領(lǐng)域的合成生物技術(shù)應(yīng)用及成果。
透明質(zhì)酸是人體自源性物質(zhì)，因具有良好的保水性、潤(rùn)滑性及生物相容性等，廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、醫(yī)美、化妝品及功能食品等領(lǐng)域。透明質(zhì)酸生產(chǎn)技術(shù)在不斷進(jìn)步，應(yīng)用場(chǎng)景不斷擴(kuò)大。在透明質(zhì)酸領(lǐng)域重要的三次產(chǎn)業(yè)革命中，華熙生物以微生物發(fā)酵法大規(guī)模生產(chǎn)透明質(zhì)酸和全球首創(chuàng)酶切法規(guī)模化生產(chǎn)寡聚透明質(zhì)酸，主導(dǎo)和引領(lǐng)了后兩次產(chǎn)業(yè)革命。目前合成生物學(xué)工程菌發(fā)酵可以替代傳統(tǒng)的雞冠提取法、野生菌發(fā)酵法，具備安全底盤(pán)細(xì)胞、合成途徑重構(gòu)優(yōu)化、發(fā)酵水平顯著提高等優(yōu)勢(shì)。與之前的微生物發(fā)酵法從每升提取液中提取16-17g透明質(zhì)酸相比，目前華熙生物通過(guò)合成生物技術(shù)可以做到從每升提取液中提取74g透明質(zhì)酸，透明質(zhì)酸產(chǎn)率提升超過(guò)四倍，技術(shù)水平領(lǐng)先全球。
此外，針對(duì)如目前透明質(zhì)酸生物合成領(lǐng)域存在的產(chǎn)量和分子量不可兼得的研究瓶頸，郭學(xué)平博士指出了優(yōu)化發(fā)酵條件以平衡HA合成與細(xì)胞生長(zhǎng)的關(guān)系、加強(qiáng)HA前體供給等應(yīng)對(duì)策略。同時(shí)，郭學(xué)平博士對(duì)透明質(zhì)酸生物合成領(lǐng)域的重要方向如系統(tǒng)生物學(xué)解析高分析HA合成機(jī)制、高產(chǎn)HA的分子生物學(xué)驗(yàn)證、獸疫鏈球菌高產(chǎn)HA的代謝工程改造等進(jìn)行了行業(yè)前景展望。
透明質(zhì)酸生物合成的行業(yè)前景
肝素在細(xì)胞膜和細(xì)胞外基質(zhì)中廣泛存在，臨床上主要作為抗凝藥物，另外在抗腫瘤、抗炎、抗病毒方面也有顯著效果。肝素有動(dòng)物源提取肝素、全化學(xué)法合成肝素、生物合成等不同生產(chǎn)方法，而前兩者分別存在供應(yīng)鏈脆弱、質(zhì)量難控以及產(chǎn)率低價(jià)格昂貴等問(wèn)題，迫切需要建立低成本高效肝素糖鏈合成體系。目前，華熙生物研發(fā)生物合成法生產(chǎn)肝素，降本增效，可以改變藥物原料完全依賴(lài)動(dòng)物來(lái)源這一現(xiàn)狀，并通過(guò)創(chuàng)新技術(shù)助力合成酶系迭代升級(jí)，一步法合成肝素、逐步實(shí)現(xiàn)規(guī)?；苽湟约爸π滤幬锏拈_(kāi)發(fā)。
硫酸軟骨素分布于細(xì)胞中，具有多樣的生物學(xué)活性，如抗炎、抗氧化、降血脂、抗凝血、改善食物風(fēng)味色澤口感、保濕等，被廣泛應(yīng)用于藥品、食品、護(hù)膚品等領(lǐng)域。中國(guó)是硫酸軟骨素最大的生產(chǎn)國(guó)和輸出國(guó)，超過(guò)80%的硫酸軟骨素原料均由我國(guó)企業(yè)提供。不同于此前的動(dòng)物組織提取法，生物合成法生產(chǎn)硫酸軟骨素將不受原料限制，同時(shí)環(huán)境友好度高、結(jié)構(gòu)均一。華熙生物目前已建立硫酸軟骨素的前體發(fā)酵和純化工藝，產(chǎn)率達(dá)到8-10g/L，純度達(dá)到95%以上，并開(kāi)發(fā)了華熙專(zhuān)利軟骨素水解酶，建立了飽和軟骨素寡聚糖的分子量可控生產(chǎn)，分子量可控到10000Da以下。
經(jīng)過(guò)郭學(xué)平博士的介紹和分享，人們對(duì)合成生物技術(shù)給人類(lèi)生產(chǎn)生活帶來(lái)的變革和影響有了更加深入的認(rèn)知，也引發(fā)了大家對(duì)生物科技如何更好作用于產(chǎn)業(yè)發(fā)展的思考。
華熙生物率先布局合成生物，以原料創(chuàng)新引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)變革
縱觀歷史，每次新原料的出現(xiàn)和原料生產(chǎn)技術(shù)的重大革命，都為行業(yè)帶來(lái)最根本的質(zhì)變，進(jìn)而賦能產(chǎn)業(yè)升級(jí)。合成生物所帶來(lái)的是“造物革命”，其通過(guò)生物基材料替代原來(lái)的石化基來(lái)源及動(dòng)物提取、植物提取、化學(xué)提取等，將顛覆傳統(tǒng)生產(chǎn)方式，同時(shí)降低能耗、減少碳排放，有望進(jìn)一步放大企業(yè)成本優(yōu)勢(shì)。
以紅景天苷為例，傳統(tǒng)獲得紅景天苷的成本高達(dá)30000元/公斤，而通過(guò)合成生物生產(chǎn)，不受原料影響，每公斤生產(chǎn)成本低于500元。同時(shí)，合成生物讓生產(chǎn)過(guò)程更綠色、更環(huán)保。據(jù)天風(fēng)證券數(shù)據(jù)，生物技術(shù)的應(yīng)用可以降低工業(yè)過(guò)程能耗15%-80%，原料消耗35%-75%，減少空氣污染50%-90%，水污染33%-80%。世界自然基金會(huì)(WWF)預(yù)估，2030年工業(yè)生物技術(shù)每年將可降低10億至25億噸二氧化碳排放。
可以看到，合成生物生產(chǎn)方式具備原料來(lái)源可控、大幅降本增效、綠色環(huán)保等優(yōu)勢(shì)。在全球可持續(xù)發(fā)展背景下，合成生物將匯聚成巨大的產(chǎn)業(yè)化優(yōu)勢(shì)，推動(dòng)農(nóng)業(yè)、生物醫(yī)藥、能源與新材料等多領(lǐng)域高質(zhì)量發(fā)展。
華熙生物從2018年開(kāi)始布局合成生物。作為知名生物科技公司和生物材料公司，目前華熙生物是國(guó)內(nèi)“唯一”集合成生物“完整研發(fā)創(chuàng)新能力、中試轉(zhuǎn)換和產(chǎn)業(yè)化能力、以及產(chǎn)品應(yīng)用和市場(chǎng)轉(zhuǎn)化能力”等三大能力為一體的合成生物企業(yè)，擁有底盤(pán)細(xì)胞設(shè)計(jì)能力，產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化優(yōu)勢(shì)和終端市場(chǎng)化優(yōu)勢(shì)。
當(dāng)前華熙生物已經(jīng)搭建完成合成生物學(xué)全產(chǎn)業(yè)鏈平臺(tái)，同時(shí)積極打通產(chǎn)學(xué)研，與清華大學(xué)、江南大學(xué)、北京化工大學(xué)等多家高校和科研院所展開(kāi)了合成生物相關(guān)領(lǐng)域的研發(fā)共創(chuàng)與合作，并且華熙生物已建成全球最大的中試轉(zhuǎn)化平臺(tái)，在二十余年發(fā)酵優(yōu)勢(shì)助力下，加速合成生物學(xué)科研成果轉(zhuǎn)化落地。在市場(chǎng)渠道和品牌建設(shè)上，華熙生物擁有終端消費(fèi)品市場(chǎng)化優(yōu)勢(shì)，并且能夠前瞻性洞察市場(chǎng)需求，進(jìn)而為原料研發(fā)提供思路指導(dǎo)。此外，華熙生物還自主建設(shè)了全球首座合成生物科學(xué)館，向社會(huì)大眾傳遞合成生物科學(xué)知識(shí)，為合成生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展助力。
華熙生物主要聚焦在功能糖、蛋白質(zhì)、多肽、氨基酸、核苷酸、天然活性化合物等有助于生命健康的生物活性物開(kāi)發(fā)和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。除透明質(zhì)酸外，利用合成生物技術(shù)，華熙生物在gamma-氨基丁酸、5-氨基乙酰丙酸、依克多因、麥角硫因、人乳寡糖、硫酸軟骨素、肝素、膠原蛋白、beta-煙酰胺單核苷酸(NMN)等生物活性物上逐步實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化。而這些物質(zhì)將拓展終端健康消費(fèi)品創(chuàng)新邊界，讓合成生物技術(shù)最終服務(wù)于醫(yī)療健康、護(hù)膚品、食品飲料、造紙、消殺、寵物等領(lǐng)域，帶給人們消費(fèi)新體驗(yàn)。
以生物活性物原料為創(chuàng)新策源地，華熙生物將充分發(fā)揮龍頭企業(yè)的引領(lǐng)作用，在合成生物技術(shù)加持下，持續(xù)領(lǐng)航產(chǎn)業(yè)鏈上下游共同發(fā)展，為人類(lèi)帶來(lái)健康、美麗、快樂(lè)的生命體驗(yàn)。
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