文|36氪To B產業報道
封面來源|IC photo
36氪獲悉，合成生物學企業「微構工場」完成2.5億元人民幣A輪融資，此次融資由由中國國有企業混合所有制改革基金有限公司（簡稱「混改基金）領投，國中資本、GRC SinoGreen Fund（富華資本）、眾海投資和順義區國有投資平台臨空興融跟投，老股東紅杉中國及SEE FUND（無限基金）繼續追加投資。。目前微構正在北京順義中德產業園建設年產千噸的PHA智能示範線。本輪融資將用於完善該製造平台，並籌建萬噸PHA生產基地。微構工場成立於2021年2月，背靠清華大學產學研資源，創始人陳國強教授為清華合成與系統生物學中心主任、長江學者，在嗜嗜鹽菌改造、PHA合成及應用方面發表SCI論文370餘篇。聯合創始人吳赴清、蘭宇軒同樣來自清華大學，在PHA技術研發、市場營銷方面經驗豐富。PHA（聚羥基脂肪酸酯），是一類來自微生物的天然高分子材料。就像人類存儲脂肪一樣，自然界中微生物存儲聚脂，在需要能量時通過分解PHA提供能量。用可完全降解的PHA作為塑料原料，規模化地替代傳統石化塑料，減少白色污染，是科學家與創業者們探尋的重要方向。這一需求，在全球碳中和、多國推出禁塑令的背景下，格外迫切。找到底盤細胞，進行合理改造通過合成生物學技術研發生產PHA，關鍵在於找准能產生PHA的菌種，也被稱為底盤細胞。底盤細胞的代謝特性不同，更擅長生產自身代謝涉及的物質，所以要對底盤細胞進行合理的設計改造，構建具有特定功能的人工製造體系，以實現發酵效率的優化（終端產物生成速率高、生物量高等）。「最初菌種的選擇、開發，決定了後面所有的工藝和成本，選對菌種，可以說成功了一半。」微構工場聯合創始人吳赴清告訴36氪。
圖源：天風證券研報
微構工場選擇的Halomonas TD是一種嗜鹽菌，由陳國強教授團隊早年在新疆艾丁湖發現，當地酷熱乾燥，該菌種能夠在鹽濃度200g/升的環境下生存，耐高鹽、高鹼。由於其它雜菌無法在高鹽度的培養基下生存，所以在發酵過程中，嗜鹽菌不易被其它雜菌影響。「不染菌」這一特性，使得微構在生產PHA的過程中省去高溫滅菌這一步驟。另一位聯合創始人蘭宇軒以「三把鎖」比喻為何能抑制雜菌生長：一是較高鹽濃度，二是鹼性生長環境，三是微構特有菌株生長速度快，也會抑制其它微生物生長。那麼，在生產過程中，高鹽濃度的培養基是否會造成發酵罐的腐蝕、廢水處理可通過哪些方法節能減耗？吳赴清表示這是很多人關注的問題，「鹽水腐蝕鋼鐵，是要在酸性環境下，微構的培養基正好是鹼性的，不會腐蝕不鏽鋼。此前我們在山東一家代工廠做中試，做了七年，到現在並沒有發生腐蝕。」此外，微構的菌株已經歷過十多個版本的迭代升級：最早一代菌株需在60g/升的鹽濃度下培養，但當前最新菌株在10g/升的鹽濃度下即可。「這一鹽濃度，再加上提取時還會用到一部分水，混在一起我們廢水中鹽濃度大概是5g/升，目前所有的水處理系統都可以處理掉。」「因為嗜鹽菌發酵不需要高溫、高壓滅菌，所以在規模化生產時，建設產線的要求和成本比較低，」吳赴清告訴36氪，微構生產菌株所使用的碳源是植物光合作用獲得的葡萄糖，從原料成本來看，葡萄糖的價格約為3000元/噸，當前技術條件下轉化為PHA的比率約為3:1。「未來如果用餐廚垃圾、秸稈水解糖作為碳源，成本還將進一步降低。」從中試、小規模試產到大規模量產通過合成生物技術生產PHA，是一個長周期的鏈條：實驗室研發階段的基因編輯、DNA合成等環節至關重要，但最終產品的質量還取決於發酵、分離、純化等生產工藝。「菌株改造後，要進行小試、中試，這個過程中會出現各種各樣的問題，需要不斷地通過數據反饋再進行優化，中試的道路跑通後，到了量產環境下，各種生產條件又會發生改變，要再繼續摸索，最終才能確定下來一個量產的工藝方案。」
從嗜鹽菌發現、到分子控制、再到下游應用產品，企業供圖蘭宇軒介紹，中試階段，在5立方米（發酵罐體積）的規模下，進行了六七年的探索優化。「比如一開始PHA的菌株對氧氣的利用率很低，我們嘗試導入血紅蛋白，血紅蛋白可以結合氧氣、提高它的氧氣利用率。」工藝成熟後，從中試走向200立方米的小規模試產，微構也進行了多項的改進。比如生產過程中，調整添加原料的時間、進而調節細胞的反應速率。另外，針對下游分離純化環節，實驗人員對微生物表面產生電荷的蛋白進行篩選，並選取了其中幾個重要的基因進行了敲除，從而使得菌株能夠自凝絮和自沉降，方便分離。「合成生物學需要大量的基礎研究，把一個從土裡挖出來的菌種，變成一個想做什麼改造都可以快速實現的材料，背後有上百位博士生十數年心血。」吳赴清告訴36氪。另外，在知識產權保護方面，除了現有的數十項專利授權、發明專利外，微構工場與陳國強教授團隊簽署了技術委託開發協議，未來六年清華合成生物學實驗室將與微構合作，繼續在嗜鹽菌和PHA領域的研發合作。如前所述，PHA是一類高分子材料的總稱，包括PHBHHx、P34HB，P34HBHV等150多種類型的材料。蘭宇軒表示，通過調節單體比例，PHA材料的性能變化範圍很廣，除了可用於塑料袋、吸管、塑封膜等日用品外，由於PHA材料具備高生物相容性，還可用於醫美填充材料、手術縫線等高值醫用耗材。
微構設想建設一個PHA研發生產平台，可以通過不同菌株和配方、工藝，生產各類PHA產品。在商業化方面，除了自研、自產的管線，後續也將嘗試與下遊客戶合作研發等方式。當前，國內合成生物學企業投融資火熱，數家企業獲得大額融資，如藍晶微生物、恩和生物（Bota Bio）等。根據CB Insights 分析數據顯示，預計到2024年合成生物學市場規模將達189億美元，2019-2024年複合增長率達28.8%。獨家、深度、前瞻，為1%的人捕捉商業先機
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