行业动态资讯汇总：
1.光合作用碳同化的合成生物学研究进展；
2.微藻光驱固碳合成技术的发展现状与未来展望；
3.Neobe Therapeutics利用合成生物学来改造细菌；
4.「天麻素」生物合成的全球首个商业化规模生产得以实现。
一、光合作用碳同化的研究进展
随着人口增多及耕地面积的减少，人类对粮食的需求日益增加，因此保障足够的粮食供给尤为重要。光合作用通过光反应和碳同化把无机物转换成有机物，是地球上最重要的化学反应。90%以上的植物干物质来源于光合作用固碳反应，光合作用同化的有机物是作物产量形成的物质基础，因此提高作物光能利用效率是提高作物产量的重要途径。近年来，合成生物学在能源、材料、健康和环境等多领域的快速发展，为提高植物光合效率提供了新的机遇。
利用合成生物学对光合作用碳同化进行改造，不仅可以提升作物碳同化效率和生物量，而且还能降低大气中的二氧化碳浓度，减少温室效应。未来合成生物学可以在以下方面进行改进，以期提高作物的产量：①寻找高羧化活性的Rubisco酶及高效的C4物种的Rubisco酶；探究Rubisco在叶绿体中的成功折叠、组装到功能维护等多个复杂的分子过程，为在作物中高羧化活性Rubisco酶的功能性表达提供基础。②探究C4作物中CCM形成的机制及蓝藻羧酶体多种蛋白质的协同表达，为在C3作物中引入CCM创造条件。③寻找新的光呼吸替代支路，减少光呼吸代谢产物的生成，提升支路释放出的二氧化碳利用率。④寻找非依赖于卡尔文循环二氧化碳同化新途径。
通过合成生物学方法设计并重构高光效回路，建立新型高效人工植物光合新体系具有非常大的市场前景，对于推动农业以及食品加工业等经济发展具有重要意义。
提高光合作用碳同化效率总思路
文章来源：盛阳阳, 徐秀美, 张巧红, 张立新. 光合作用碳同化的合成生物学研究进展[J]. 合成生物学, 2022, 3(5): 870-883
二、微藻光驱固碳合成技术的现状与未来
气候变化是当今人类面临的重大挑战，应对气候变化已经成为全球共识。而气候变化的潜在重要原因之一是碳的过量排放，其会导致地球气候变暖、温室效应以及出现极端恶劣天气。在全面推动“碳达峰、碳中和”任务实施的大背景下，发展二氧化碳的高效资源化利用技术可同时缓解迫切的环境和能源压力，是实现“双碳”目标的重要途径。
微藻是一类具有单细胞或简单多细胞结构的原核或真核生物，原核微藻主要指蓝藻（蓝藻科），真核微藻主要包括绿藻（绿藻科）和硅藻（硅藻科）。微藻是研究光合作用机制的重要模式体系，也是极具潜力的新型微生物光合平台。
微藻光驱固碳合成技术因其具有利用太阳能直接将二氧化碳转化为重要生物基产品的优势而得到广泛关注。得益于合成生物技术的蓬勃发展，对微藻天然光合代谢网络重塑的深度和广度都在不断加强，越来越多的生物燃料和生物基化学品的微藻光驱固碳合成路线都已成功打通。在代谢与合成之外，合成生物学技术手段还使得改变微藻细胞生理和代谢行为的时空限定成为可能，有望实现特定时间、特定环境、特定信号响应性的微藻放氧、固碳、产电等设定活动，从而推动微藻生物技术与生物医学、生物光伏、航空航天技术等全新场景和技术领域的交叉融合。随着微藻生物技术应用深度和广度的全面拓展，微藻的遗传、生理和代谢特性还需要针对工程放大和靶向应用过程中特定的体系、条件和环境进行适配性的设计、改造和优化。
微藻合成生物技术的蓬勃发展无疑正成为该领域的全新发展动力，随着越来越多高效、稳定、安全的人工合成微藻光合细胞工厂的开发应用，微藻光驱固碳合成技术的发展将获得更多的助力，相关产业落地应用也必将不再遥远。
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微藻光驱固碳合成技术的开发模式
文章来源：崔金玉, 张爱娣, 栾国栋, 吕雪峰. 微藻光驱固碳合成技术的发展现状与未来展望[J]. 合成生物学, 2022, 3(5): 884-900
三、利用合成生物学来改造细菌一个多世纪以来，人们一直在研究细菌的抗癌潜力，一些公司也正在开发针对肿瘤的细菌产品，但是大多数公司倾向于使用细菌直接靶向癌细胞或引发肿瘤内的免疫反应。
Neobe 在免疫肿瘤学和细菌工程方面的专业知识基础上，正在开发一个可编程微生物治疗工程平台，对细菌进行基因改造使其产生一种可以破坏肿瘤保护壁的酶，这种细菌定植于肿瘤微环境，像特洛伊木马一样使免疫细胞能够穿透这些免疫排除的肿瘤。
与当前的 CAR-T 疗法等癌细胞疗法不同，细菌疗法的制造过程相对简单。细菌的生长容易且成本低廉，这使得制造过程很容易实现。尽管如此，构建这种新型疗法的挑战之一是防止细菌在被注入血液时引发免疫反应。Neobe 选择了不易受到免疫系统攻击的细菌菌株，并将确保细菌只能在肿瘤部位存活。
文章来源：
https://www.neobetherapeutics.com/
https://www.labiotech.eu/
四、「天麻素」生物合成的全球首个商业化规模生产得以实现
在我国，天麻已经有着超过2000年的药用历史，是治疗眩暈、头痛的常用中药，在传统医学文化中有着丰富的使用历史。而天麻素，便是天麻当中的主要活性成分，是一种天然存在于天麻的药用化合物。
目前，天麻素主要来源于化学合成和植物提取，此外，其还可以通过曼陀罗花细胞培养物转化4 - 羟基苯甲醛来生产。Double Rainbow开发了用于生产天麻素的变革性生物技术和商业规模发酵工艺，实现了世界首例商业规模的天麻素生物合成生产。
依托HARMONY和PRISM两大技术平台，通过合成生物学发酵生产天麻素，这将使得人们能够可持续地获取这种重要的药用天然化合物，从而避免了植物提取或化学合成方法对于环境造成的负担。分子生物合成平台HARMONY解码有价值的生物活性化合物的生物合成途径，并通过合成生物学可持续地重建它们——在生物工程细胞工厂中重建自然合成途径，以提供有价值的分子，并通过修饰使生产更加高效。
酶修饰平台PRISM以开发糖基化药物为重心。利用前所未有的酶库将天然或合成药物与功能性糖化过程联系起来，以对新的、现有的或以前废弃的药物化合物进行修饰改造，进一步挖掘药物分子的特异性和疗效。
天麻素在制药和消费者健康行业具有广泛的应用，通常被用以治疗神经衰弱、头痛和偏头痛等疾病，再加上天麻素还拥有改善认知、记忆等功效，因此其还在其他一些国家被用作膳食补充剂来进行销售。天麻素在合成生物学上研究其实已经有着成功案例，而这，或许可以为我们提供更广泛的应用，市场前景会更广阔。
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天麻（来源：BIGLOBE）
文章来源：
https://www.doublerainbowbio.com/news/articles/2021-a-year-in-review
