1. 生物技術對我們的生活有哪些改變
我們的生活中有許多觸手可及的科技成果,都曾經是歷史上被看做遙不可及的。舉例而言,肥皂的配方早在公元前2200年的美索不達米亞的泥板上就出現了,但直到20世紀,人們依然受困於肥皂清潔力受溫度影響的特性:當污垢過多時,必須加上熱水才能徹底清潔干凈,熱水可能破壞某些高級紡織品,但這一點辦法沒有。生活在這4000年間的人們無法想像,基於生物科技,現代精細化工會生產出添加生物酶的生物型洗衣液,利用酶的催化分解作用實現低溫清潔,並減少清潔劑污水對環境的污染。如果我們能穿越回去問問古人,他們一定會說:「生物酶?遙不可及!」科技帶來的美好影響還不僅於此,我們現在輕易獲取的許多護膚品,都通過一些非常前沿的生物科技,讓我們能更輕松實現美好生活。我們再看一個例子吧:透明質酸,或者說玻尿酸,可能是如今很多人都熟知的一個護膚成分。它作為一種高分子黏多糖,具有優秀的持水力,且高度溫和親膚,因此廣泛運用於面膜、精華與各種霜膏,乃至頭發的護理中。那麼透明質酸是怎麼生產出來的呢?最早,透明質酸只能從雞冠這樣的動物組織中提取,2萬只公雞也只能提取1公斤透明質酸,可謂護膚品界的魚翅。這樣昂貴的材料,即便性能再優越,也顯然不是普通老百姓能用得起的。上世紀90年代,我國科研人員突破桎梏,通過微生物發酵技術,利用小小的菌種,在發酵罐中就可以生產出透明質酸了。現在華熙生物通過微生物發酵法,每升發酵液可提取16-17g透明質酸,讓效率大大提升。隨後,華熙生物的科研人員又實現了新的技術突破,在合成生物技術賦能下,每升發酵液中可提兆攔改取的透明質酸產量為73 g,產量是第二代微生物發酵技術的4-5倍,且生產成本又降低了3/4。時至今日,我們普通消費者可以用合理的價格購買到含透明質酸的護膚品,這與微生物發酵技術的突族判破密不可分的。
隨著透明質酸產業技術的不斷發展升級,它還可以拓展出許多進階技能,比如:將它作為其他護膚活性成分的載體。而其他活性成分,很可能也是通過生物科技獲得的。透明質酸+麥角硫因麥角硫因最早在麥角菌中被提取發現,不僅自身可有效清除自由基,且協調促進SOD活性,添加在小分子透明質酸中,易於被皮膚吸收,是一個頗有潛力的護膚成分。但由於麥角硫因的手性碳原子的存在,它難以被化學合成。華熙生物通過多重發酵技術,用天然猴頭菇和松蕈的菌絲體進行發酵,高效合成高濃度、高純度的L-麥角硫因(EGT),產物天然帶有β-葡聚糖、多肽、氨基酸、多糖等小分子活性物質,輕松組成對抗環境損傷的皮膚小衛隊。合成生物技術的問世,將為微生物發酵技術插上翅膀,大大有助於這類生物活性物質的生產。 作為全球知名的生物科技和生物材料企業的華熙生物,很重視合成生物技術的發展機會,在2018年就開始提前布局合成生物賽道,憑借二十餘年的研發和產業轉化經驗,積極與清華大學、江南大學、北京化工大學、中國海洋大學、中科院等多家高校和科研院所深入展開了合成生物相關領域的戰略合作或共建聯合研發中心。並在天津建成了全球最大的中試轉化平台。利用合成生物技術,華熙生物對高純度麥角硫因、5-ALA、維生素C葡萄糖苷、紅景天苷等物質已完成發酵工藝驗證;多聚寡核苷酸、NMN和人乳寡糖均已實現突破性進展,處於國際領先研發水平;依託寡糖體外酶催化合成技術,建成了全球分子量覆蓋廣的人體三大多糖——透明質酸、硫酸軟骨素、肝素寡糖庫。合成生物技術基於傳統的生物科學、分子生物學,還整合了化學、物理、數學、信息學和工程學等多學科的知識和技術,以基因測序、基因合成與基因編輯為三大底層技術,對生命系統進行重新編程改造或從頭設計合成,創建新的生命體系。合成生物技術不僅滿足了人類不斷增長的物質原料的獲取需求,還對環境的保護具有重要意義。前文所提及的透明質酸、麥角硫因等等,依託合成生物技術合成,利用微生物發酵平台生產,不僅更加高效,也更環保——它意味著更低的能源消耗,和更低的碳排放,還意味著我們向大自然索取什麼原料時,不一定要通過種植、養殖、開采、提取、化學合成,也可以通過合成生物技術獲得。就像我們不需要再大批量屠殺公雞獲得透明質酸一樣,我們也不需要獵殺鯊魚來獲得角鯊烷,不一定需要大面積種植作物來獲得某種特定的植物提取物,這就為減少耕地、保留衡伍自然環境初始面貌、保護生物多樣性等,提供了更多的可能性。如果我們延展出去,不局限於護膚品的生產,那麼我們將看到的是,合成生物科技通過創建細胞工廠,合成萬物,為綠色製造提供核心支撐。
當我們站在歷史長河的角度去展望,我們還會想到,我們手邊一支平平無奇的護膚品,小時候按部就班打的一針疫苗,生病時順理成章吃的一劑抗生素……都曾經是人類文明史上了不起的進步,是古人以為的「遙不可及」。而科技的發展,從對自然資源的利用,到高效利用,再到保護和重新創造,我們現在以為遙不可及的東西,也許又在未來變得觸手可及。這背後是一代代科研人員的心血,也是人類從征服環境,到嘗試與環境友好相處的歷程,是科技的進步,也是人類的成長。這,或許就是科學最美的地方。