深耕合成生物学，泓博元引领生物工程解决方案创新
2025年1月25日
合成生物学，作为一门新兴的科学领域，致力于通过工程化手段重新编排生物体的功能代码
——包括酶、合成路径以及底盘细胞的代谢调控网络等，旨在创造出具有全新功能并满足特定需求的生命体。其中，酶催化作为合成生物学在体外反应的一种重要表现形式，专注于酶的设计与改造，实现无细胞体系下的生物合成。
在商业领域，随着石化基础材料创新的瓶颈日益显现，新技术创新成为满足新需求的关键驱动力。特别是在我国“碳中和”目标的推动下，合成生物学技术成为对传统生产方式、供应链及产品进行全面替代的重要选项。通过替换石油基产品为生物基材料，可以显著降低碳排放，助力实现环保目标。
技术的飞速进步为合成生物学的兴起与发展提供了有力支持。从人类基因组计划大幅降低基因组测序成本，到DNA合成技术的突破解决海量基因数据获取与合成难题，再到CRISPR基因编辑技术荣获2012年诺贝尔奖，使底盘细胞的精准快速编辑成为可能，这些技术突破共同推动了合成生物学产业化进入新的高增长阶段。同时，AI训练成本的降低也进一步增强了合成生物学公司的产业化能力。
泓博元生命科技（深圳）有限公司（简称“泓博元”）正是这一领域的佼佼者。公司专注于酶催化与合成生物学方法的研究与开发，并将这些技术应用于规模化生产。从技术平台到终端产品，泓博元已具备对酶的创新改造、发酵、固定化及规模化生产的能力，目前已成功量产NADH、NMN等产品。
在合成生物学的产业化路径中，泓博元选择了起步更为清晰的体外酶催化领域，并在研发和生产模式上均建立了显著优势。公司的研发过程可以形象地比喻为制作“生物芯片”，通过设计并拼接基因来构建芯片，然后将其放入微生物等底盘细胞中进行目标反应。在生产环节，公司则利用功能微生物的发酵与工业化放大生产来产生终产物。
整个研发过程中，酶的改造、合成路径的拼接与设计、底盘细胞的编辑改造是三大核心技术。例如，研究人员通过逆合成生物分析将目标化合物的产生分解为多个生物合成反应步骤，并推导出所需的酶、催化类型和官能团。随后，在实体酶库中筛选活性较高的酶，并借助AI分析在海量数据库中找到合适的酶基因。通过酶进化平台对筛选出的酶进行进一步优化，提升其催化性能，从而创造出理想的合成环境。
在合成终产物的过程中，酶的催化活性和浓度对于多步化学反应的均衡与足量反应至关重要。泓博元团队根据体外催化活性情况，指导微生物体内基因原件的设计与使用，从而拼装出高效的生物合成途径。接下来，将生物芯片放入合适的底盘细胞中进行目标合成。由于目标化学品通常是非天然的，因此需要筛选有效的底盘细胞或对其进行基因编辑，以确保终产物的产量和质量。
展望未来，合成生物学的核心在于生产“功能细胞”，这些细胞在植入生物芯片后能够利用初级代谢原料产生复杂的产物，广泛应用于农业、医药和食品等领域。同时，合成生物学还可以将初级代谢产物加工成为抗体、酶制剂等产品。此外，带有生物芯片的功能生物体本身也是一种具有广阔应用场景的产品。泓博元作为这一领域的领先企业，将继续致力于推动合成生物学的技术创新与产业化发展。