元育生物發(fā)酵基地的車間內(nèi)，一排5升的玻璃反應(yīng)器里，深紅色的液體翻滾著，相鄰不遠(yuǎn)的區(qū)域，更大的30升、50升、300升、500升直到3000L的不銹鋼反應(yīng)器按梯度整齊排列，锃亮的罐體反射著金屬的光澤。

這些容器中承載著的全左旋蝦青素，是珠海元育生物科技有限公司通過(guò)尖端的基因編輯技術(shù)和精細(xì)的發(fā)酵工程精心培育而成?！拔覀?cè)谔剿鹘湍负铣晌r青素領(lǐng)域取得了重大突破，全左旋蝦青素的生產(chǎn)效率提高了120至300倍，生產(chǎn)成本降低了一半以上，即將在農(nóng)業(yè)食品領(lǐng)域帶來(lái)全新的改變。”元育生物創(chuàng)始人肖奕博說(shuō)。

實(shí)現(xiàn)全左旋蝦青素的合成生物學(xué)突破

生物科技日新月異，合成生物學(xué)作為一門新興的交叉學(xué)科，正引領(lǐng)著生物制造領(lǐng)域的深刻變革。談及全左旋蝦青素的合成生物學(xué)研究，“基因編輯與發(fā)酵工程無(wú)疑是兩大核心‘鑰匙’”，元育生物首席研究員屈玉嬌說(shuō)。

其中，基因編輯技術(shù)能夠?yàn)榻湍讣?xì)胞“安裝”上全新的功能，通過(guò)增強(qiáng)某些基因的活性（基因過(guò)表達(dá)），或是移除那些不再需要的基因（基因敲除），以此賦予酵母新的生命力。發(fā)酵工程則是通過(guò)優(yōu)化培養(yǎng)條件，如調(diào)整培養(yǎng)基配方、溫度、pH值、氧氣供應(yīng)和底物濃度，以及改進(jìn)發(fā)酵策略，以此提升酵母的生長(zhǎng)速率和蝦青素的產(chǎn)量。

解脂耶氏酵母，在自然狀態(tài)下并不具備合成類胡蘿卜素，尤其是蝦青素的能力。然而，元育生物的科研團(tuán)隊(duì)以基因編輯技術(shù)為突破口，向酵母中引入微藻的蝦青素代謝相關(guān)基因，同時(shí)增加代謝途徑中關(guān)鍵酶的基因拷貝數(shù)，調(diào)控各轉(zhuǎn)化步驟中不同酶的使用比例，進(jìn)一步保證最終產(chǎn)物蝦青素的高效轉(zhuǎn)化，成功解鎖了酵母合成蝦青素的“奧秘”。

基因編輯與發(fā)酵工程的攜手合作，是發(fā)掘酵母生產(chǎn)蝦青素的潛力的關(guān)鍵。通過(guò)基因編輯技術(shù)改良的酵母菌株給了發(fā)酵提高蝦青素產(chǎn)量更多的可能性。同時(shí)，發(fā)酵過(guò)程中收集的數(shù)據(jù)可以用來(lái)進(jìn)一步指導(dǎo)基因編輯策略，以實(shí)現(xiàn)更精細(xì)的代謝調(diào)控?！皟煞N技術(shù)的結(jié)合使用，讓我們整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程在高效與穩(wěn)定之間找到了完美的平衡點(diǎn)。”元育生物首席生產(chǎn)工程師韓柱表示。

為農(nóng)業(yè)食品領(lǐng)域帶來(lái)新變革

《“十四五”生物經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃》提出，推動(dòng)生物技術(shù)和信息技術(shù)融合創(chuàng)新，加快發(fā)展生物醫(yī)藥、生物育種、生物材料、生物能源等產(chǎn)業(yè)，做大做強(qiáng)生物經(jīng)濟(jì)。

作為行業(yè)領(lǐng)先的微藻生物合成國(guó)家高新技術(shù)企業(yè)，元育生物依托清華大學(xué)數(shù)十載的科研實(shí)力積累，完成組建并運(yùn)營(yíng)微藻合成生物產(chǎn)業(yè)平臺(tái)，聚焦可持續(xù)微藻基原料及產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用開(kāi)發(fā)，加速形成新質(zhì)生產(chǎn)力。

那么，相比傳統(tǒng)蝦青素，元育生物研發(fā)的蝦青素有何優(yōu)勢(shì)？又有哪些應(yīng)用場(chǎng)景？

純凈度方面，基于元育生物的三大合成生物技術(shù)平臺(tái)，通過(guò)近20個(gè)月的不懈努力，其生產(chǎn)的蝦青素占總類胡蘿卜素比例為82.9%，全左旋蝦青素占比93.4%。特別值得一提的是，元育生物的產(chǎn)品中反式蝦青素的比例高達(dá)93.3%，均顯著超越行業(yè)平均水平。

生產(chǎn)效率方面，元育生物同樣表現(xiàn)非凡。傳統(tǒng)的雨生紅球藻生產(chǎn)左旋蝦青素的產(chǎn)率為5-25 mg/L，元育生物利用酵母生產(chǎn)左旋蝦青素的產(chǎn)率最高為3000 mg/L，這意味著左旋蝦青素的生產(chǎn)效率提高了120至300倍。相比傳統(tǒng)的左旋蝦青素生產(chǎn)方式，元育生物的蝦青素生產(chǎn)成本降低了一半以上。

具體應(yīng)用方面，全左旋蝦青素有著“超級(jí)抗氧化劑”的美譽(yù)，因其特定的立體化學(xué)結(jié)構(gòu)而具備更優(yōu)的生物活性和生物利用度，能夠顯著提升農(nóng)業(yè)食品的品質(zhì)與健康水平，應(yīng)用在水產(chǎn)飼料、食品添加劑等領(lǐng)域。

“全左旋結(jié)構(gòu)、極高的純凈度、高蝦青素含量以及高效的生產(chǎn)能力，構(gòu)成了元育生物在蝦青素領(lǐng)域的核心優(yōu)勢(shì)?！表n柱表示，隨著市場(chǎng)需求的增長(zhǎng)、技術(shù)的進(jìn)步以及政策的支持，全左旋蝦青素有望在未來(lái)的市場(chǎng)中占據(jù)更大的份額，還能為農(nóng)業(yè)和食品行業(yè)帶來(lái)新的增長(zhǎng)點(diǎn)，推動(dòng)行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

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