合成生物技術正在掀起21世紀生物革命的新浪潮。過去十年,合成生物領域的新公司如雨后春筍般涌現(xiàn),全球資本市場的融資速度甚至一度接近每年90億美元。但時至今日,合成生物技術仍面臨一道難以逾越的“死亡谷”——規(guī)模提升與成功率下降之間的巨大鴻溝,甚至不少明星公司都折戟于此。因此,技術驅動產品實現(xiàn)“放大量產”,是通向市場成功的必經之路。

生物制造是多模塊的復雜產業(yè)鏈,其中不乏上游技術與下游工程的協(xié)作。而上下游的斷層,往往是生物公司跌落“死亡谷”的核心原因。最典型的技術難點在于:生物合成難度的“非線性增長”效應非常顯著,從實驗室層面的“克”級發(fā)酵,擴大至“公斤”級小型發(fā)酵、乃至“噸”級大規(guī)模發(fā)酵的過程中,生產參數(shù)變化成指數(shù)級上升。這要求技術平臺對上下游全鏈條的技術環(huán)節(jié)進行全局布控。

普言生物創(chuàng)始人對此舉例道:“針對某個產品或技術的實現(xiàn)路徑,研發(fā)端與工程端的視角可能大相徑庭。在實驗室里,我們做100次實驗只要有1次成功便可驗證其技術可行;而在生產車間里,100次生產哪怕有幾次失敗,都可能導致巨大的生產損耗,甚至可能導致整個項目宣告失敗?！?/p>

普言生物是一家專注開發(fā)廣譜功能蛋白產品的合成生物技術公司,旗下自主研發(fā)的技術平臺 —— 廣譜蛋白高效表達平臺(ProyesLab Multi-protein Matric,以下簡稱PYL-MPM) 在2年時間落地多達十余種蛋白質產品,并已應用于美容護理、醫(yī)學研究等多個領域。蛋白質是生命之基,機體中每個關鍵生命過程都有蛋白質參與,包括結構、轉運、傳遞、免疫、催化、代謝等。同時,功能蛋白也是生物制造領域的核心產品:在性能材料領域,功能蛋白被廣泛應用于組織修復材料、醫(yī)用耗材等;在醫(yī)藥領域,蛋白質藥物已成為治療多種疾病的重要手段;在美容個護領域,功能蛋白被廣泛作為抗皺、緊致、修護等功效護膚原料。

PYL-MPM基于蛋白表達設計、蛋白工程及定向進化等多項合成生物使能技術,構建了“底盤系統(tǒng) – 技術平臺 – 產品矩陣”的完備技術體系,其中涵蓋蛋白理性設計、底盤細胞構建、表達體系優(yōu)化、分離純化創(chuàng)新等多個核心技術模塊,做到產研一體化技術布局。同時,通過搭建人工智能(AI)-數(shù)字生物平臺,借助多軌多模態(tài)深度學習模型、多任務大規(guī)模蛋白質語言模型,該平臺可實現(xiàn)100億級計算規(guī)模、99%以上模型預測準確率,從而輔助蛋白高效設計。此外,PYL-MPM實現(xiàn)了上游技術到下游工程的雙向耦合聯(lián)動,以上游技術平臺創(chuàng)新為主,以下游工程反饋逆向指導設計為輔,實現(xiàn)上下游技術體系的高效迭代升級,為多元化蛋白矩陣產品的開發(fā)奠定扎實的底層技術基礎。

對于如何評價上下游溝通的有效性,普言生物圍繞產量、產率和得率三大關鍵指標建立了一套評價體系。一般來說,產量是單位批次產品的產出,關系到下游效率;產率是單位時間的合成能力,關系到能耗管理;得率則直接影響成本及產品穩(wěn)定性。普言生物創(chuàng)始人進一步補充道:“除了對三大指標的監(jiān)控,我們還對上下游的技術參數(shù)建模,持續(xù)通過參數(shù)的適配與優(yōu)化,保證整個體系的經濟性與穩(wěn)定性,從而提供客戶滿意的產品解決方案,助力客戶成功?！?/p>

目前,普言生物已成功構建了一個以重組功能蛋白矩陣為基礎的生物制造平臺,已開發(fā)涵蓋多型重組人源化膠原蛋白(I、III、IV、VII、XVII型)、纖連蛋白、彈性蛋白、血清白蛋白、金屬硫蛋白、絲聚蛋白等十余種高性能功能蛋白,并均已實現(xiàn)量產。

未來,普言生物將繼續(xù)致力于功能蛋白矩陣的拓展,為產業(yè)化發(fā)展探索更多的可能性。放大量產,是全球生物制造產業(yè)化面臨的共性難題。只有打通上下游、實現(xiàn)研發(fā)與工程高效溝通的公司才能真正跨越“死亡谷”、推動生物科技走向產業(yè)化、大眾化,才能讓生物制造覆蓋絕大多數(shù)的物質生產方式,助力綠色制造與可持續(xù)發(fā)展。

編輯：李麗