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。