害虫随着时间的推移会对农业杀虫剂产生抗药性,而与此同时,新型杀虫剂的开发速度遭遇瓶颈,部分杀虫剂更因对环境与人类的安全问题而退出市场。带来的影响是作物保护的杀虫剂选择正在减少,有限可用杀虫剂被过度使用,随着害虫抗性增加,杀虫剂的效力进一步降低。
据了解,在美国,即使运用现有的害虫治理方案,作物仍因虫害遭受5%至20%的损失,而在世界部分地区,如果没有有效的害虫控制措施,作物损失甚至可能超过50%。如果目前作物保护发展速度下降的趋势不断持续,作物可能会遭受更严重的损失。解决有效农药短缺问题,并至少维持目前的粮食安全水平,迫切需要更多作物害虫防治方案的创新。
肽是由氨基酸制成的有机物质,其在作物保护创新中的应用开始受到人们的关注。肽的分子结构类似于蛋白质,尺寸上相对更小,包含 2 到 50 个氨基酸短链。得益于肽的氨基酸结构单元以及不含有毒代谢物,在作物保护应用当中,肽降解后产物为单一的氨基酸,通常对周围环境、其他野生动物和人类无害。
总部位于美国北卡罗来纳州罗利的生物技术初创公司Vestaron看到了肽在作物保护领域的应用前景,该公司的旗舰产品Spear是一种基于肽的杀虫剂,可针对多种害虫物种使用。种植者可以以与传统作物保护产品相同的施用方式将其应用于所种植的作物当中。
图源:Vestaron企业官网
近日,该公司在其C 轮融资中筹集8200 万美元。私募投资机构 Ordway Selections和农业综合企业巨头 Wilbur-Ellis的风险投资部门Cavallo Ventures共同领投了这轮融资。新加入的投资者还包括Argonautic Ventures、Endeavor8和Fortistar。Vestaron 现有的支持机构 iSelect、Northpond Ventures、Novo Holdings、Sygnenta Group Ventures和 CGC Ventures - Continental Grain的风险投资部门也参与了这一轮融资。由于现有投资者和新投资者出超的需求,该轮融资为超额认购。
Vestaron本轮融资获得的资金将被用于进一步开发其旗舰产品Spear,扩大其在中耕作物市场中的应用,并将完善针对蓟马、蚜虫、粉虱和螨虫等软体害虫的接触性灭杀功效。同时,资金还将用于投资其他作物保护产品线,目标是分别在 2023 年和 2024 年将其创新开发的杀虫活性成分产品Basin 和 Dictate推向市场。
图源:Vestaron商业计划书
Vestaron 研发团队基于肽进行作物保护产品的开发,率先开创了改变游戏规则的作物保护新策略:维斯达龙的研究人员研究了一系列天然肽,并从中筛选出被证实具有强效的杀虫特性的天然肽,比如从蜘蛛身上提取的毒液肽。他们对肽的分子结构进行修改,以使其对哺乳动物或脊椎动物不具有活性。然后他们对肽的基因进行合成编码,以将它们插入到酵母菌株中,通过发酵来生产大量一种针对杀死昆虫的两种最重要受体之一的烟碱乙酰胆碱受体(NOA)的生物杀虫活性成分。
同时,Vestaron仍持续改进其发酵生产体系,使生产的多肽富含半胱氨酸。半胱氨酸能够稳定多肽的交联,可改善产品的田间应用稳定性。在发酵完成后,酵母细胞会被销毁,含有Spear生物杀虫剂活性成分的多肽经过浓缩,加入保护剂进行保存。
图源:Vestaron企业官网
根据Vestaron的说法,Spear产品的创新在于其优化后的肽能够高效作用于目标昆虫的相应位点。具体来说,公司研究团队提出的方法是,他们将肽与苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis, Bt)蛋白相结合,使优化后的肽穿过目标昆虫的肠壁到达NOA受体。Bt由于缺乏田间稳定性,单独作为生物杀虫剂对目标昆虫的效果较差,但Bt能够导致目标昆虫肠道内壁的产生裂痕,从而也就使得优化后的肽能够最终到达NOA受体。而且,虽然这个过程仅对目标昆虫(有害昆虫)是致命的,对蜜蜂(有益昆虫)是无害的。
Vestaron的研发团队垂直整合了蛋白质设计、昆虫学、蛋白质表达和配方等多领域的研发能力,公司已成功将其发酵生产规模扩大到 100,000 升,并在前期产品推出后的一年内实现了正毛利率。Vestaron 目前向高价值作物保护市场销售产品。随着 Vestaron 继续在制造成本方面取得进展,不久的将来能够看到其更多的产品走向市场。
此外,值得留意的是,环境可持续是Vestaron的核心理念之一,基于此,公司将继续专注于其专有酵母表达技术的进步,通过使用发酵制造,其正试图研究将糖而非化石燃料转化为开创性的作物保护产品。
知耕Tech
商业成熟度CML评估模型
Vestaron是国外作物害虫防治方案创新的代表,再观国内,中国农科院植物保护研究所邱德文教授带领的中农科,逐步开启微生物蛋白质植物药物的研发与产业化。中科院大连化物所曹海龙博士创办的中科禾一,核心致力于基于植物免疫机制的糖链植物疫苗研发… …能够看到越来越多“绿色农药”的中国创新力量正在蓬勃崛起。
注:商业成熟度CML模型
肽作物保护产品、糖链植物疫苗、微生物植物药物等新型前沿技术产物在未来的农业保护市场上蕴含着无限的发展潜力。知耕同样长期密切关注国内外“绿色农业药物”领域的商业化风向,从技术的商业化成熟度看来,Vestaron公司肽相关作物保护技术目前已处于商业化的市场推广阶段,未来能够看到其技术在更多高价值农业保护市场的商业化机会,同时,也期待能够看到更多国内绿色农业药物创新力量在商业化道路上的阶段性迈进。
参考资料:
·https://agfundernews.com/vestaron-banks-82m-series-c-funding-for-its-crop-protecting-peptides
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