#知耕智汇#合成生物#生物基新材料#生物农药#AI技术
快报摘要 - Wrap Up
科|技|突|破
Science Breakthrough
PBJ:基于CRISPR/LbCas12a的海藻龙须菜基因编辑|基因编辑
ACS SynBio:构建深海链霉菌来源的高效底盘细胞|合成生物
Science:通过工程微生物两步法实现混合塑料废物的增值|合成生物
Nature Chemistry:开发土壤仿生材料实现微生物功能调控|仿生材料
Food Chemistry:深度学习驱动从大豆蛋白中高效发现新型降压肽|AI设计
Cell Reports:利用跨界RNAi提高生防真菌杀虫效力|生物农药
NAR:基于web的大型植物基因表达数据库|组学分析
Nature:生长素受体TIR1/AFBs具有腺苷酸环化酶活性|信号传导
BBB:脆秆CEF3基因提升秸秆糖化效率的功能|生物质
大|企|业|动|向
Big Player
艾万生物联合元育生物共同开发基于微藻外囊泡的新型生物活性原料
美利肯Polartec推出全新生物基织物技术
巴斯夫发布碳足迹为0的新戊二醇和丙酸
新朝阳开发有效防治植食性螨虫的杀螨剂
Eurofins Agroscience Services联合DELTAGee推出性状开发服务
Biotalys和Novozymes首个生物防治候选产品Evoca™可行性研究成功
Solar Foods可持续空气发酵蛋白质Solein获新加坡监管批准
LanzaTech与石油公司Woodside Energy及NextChem合作探索可持续发展
融|资|速|递
Funds & Funding
合成生物企业巨子生物在港招股拟上市
生物基新材料企业聚创生物获近1亿元Pre-A2轮和A轮融资
生物农药企业AgroSpheres获2200万美元B轮融资
细胞海鲜初创Forsea Foods获520万美元种子轮融资
产 | 业 | 之 | 声
Community Voice
肯尼亚放开转基因作物禁令,政府监管框架已就位
未来食品热点领域分析与展望
01 科|技|突|破
PBJ:基于CRISPR/LbCas12a的海藻龙须菜基因编辑|基因编辑
CRISPR/LbCas12a系统已经成功应用于多个物种中实现基因敲除、激活或抑制,但由于大型海藻特殊的生物学特性,目前尚未有成功实现基因编辑的报道。中国海洋大学隋正红教授团队报道在大型海藻龙须菜中基于CRISPR/LbCas12a基因编辑系统实现目标基因的突变,通过利用基因枪直接转化蛋白质核酸复合体的方法,简化了实验流程;同时证实了单链构象多态性分析有助于在大量野生型细胞中筛选编辑结果。该研究为其他大型海洋藻类基因编辑技术构建提供了重要参考,为龙须菜的基因功能研究提供了重要的技术手段。
原文链接:
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/pbi.13949
ACS SynBio:构建深海链霉菌来源的高效底盘细胞|合成生物
链霉菌次级代谢产物在医药和农业领域有重要的应用价值,海洋微生物次级代谢产物生物合成基因簇在用陆源模式菌株异源表达时存在成功率和产量均低的问题。中科院南马俊英研究员学科组构建了南海深海来源的链霉菌高效异源表达底盘细胞。研究团队前期从南海深海(-3536米)底泥中分离得到了一株海洋链霉菌Streptomyces atratus SCSIO ZH16,分析显示其与常用的陆源链霉菌底盘菌株处于不同的进化分支,利用l-RED重组技术获得获得一株遗传背景清晰、内源性代谢产物较少的工程化底盘菌株,并构建深海来源的高效异源表达海洋来源链霉菌次级代谢产物平台MGCEP 1.0,为海洋微生物活性代谢产物的挖掘提供一个全新、通用且高效的底盘细胞,将助力海洋微生物次级代谢产物的高效挖掘。
原文链接:
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acssynbio.2c00362
Science:通过工程微生物两步法实现混合塑料废物的增值|合成生物
废弃塑料的回收再利用很难实现增值过程,目前消费塑料回收后多用于制造低价值且相对质量要求较低的工业用品。美国国家可再生能源实验室联合各高校研究人员实现将混合塑料废物转化为具有商业价值的化学品,该方案允许回收商跳过分拣步骤。第一阶段通过氧化过程将混合塑料废物分解成较小的化学结构单元作为生物转化的有利底物;第二阶段通过工程微生物将小分子中间体的混合物转化成单一产品,产品为PHA或 β-酮己二酸酯。这种混合工艺建立了将混合塑料废料选择性地转化为有用的化学产品的策略。最终产品可以在第二步中通过微生物的代谢工程进行调整,可以实现有针对性地转化为各种平台或特种化学品。
原文链接:
https://www.science.org/doi/10.1126/science.abo4626
Nature Chemistry:开发土壤仿生材料实现微生物功能调控|仿生材料
近年来发展的材料-微生物人工杂合体系在人工光合作用、药物递送、微生物燃料电池等领域潜力较大,但该体系目前还处于概念验证阶段,仍具有挑战。芝加哥大学与中科院深圳先进技术研究院合作报道一种动态响应的土壤仿生材料,与微生物互作,实现对微生物活性调控,可以潜在应用于生物制造和肠道微生物相关疾病治疗。该研究介绍了土壤仿生材料合成和表征,证明了其作为微生物调节的动态响应材料平台的实用性。土壤仿生材料显示出作为胃肠道疾病疗法的前景,提出了现有技术的治疗替代方案。除了肠道微生物群之外,这种土壤仿生材料还可以扩展到其他微生物组的研究。
原文链接:
https://www.nature.com/articles/s41557-022-01064-2
Food Chemistry:深度学习驱动从大豆蛋白中高效发现新型降压肽|AI设计
食源性降压肽是一种降压药物替代品,但传统的降压肽筛选方法费用昂贵且费力,阻碍了有效降压肽的开发。中国农业大学薛勇副教授课题组采用一种名为ProtBERT的蛋白质特异性深度学习模型来筛选降压肽。与其他深度学习模型相比,ProrBERT的接受者操作特征曲线下面积(AUC)值最高,达到0.9785。另外,团队还利用ProtBERT筛选大豆分离蛋白(SPI)中的候选肽,然后进行分子对接和体外验证,最终发现LVPFGW(IC50=20.63 μm)、VSFPVL(2.57 μm)和VLPF(5.78 μm)具有良好的降压活性。ProtBERT等深度学习将成为降压肽快速筛选和鉴定的有用工具。
原文链接:
https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2022.134690
Cell Reports:利用跨界RNAi提高生防真菌杀虫效力|生物农药
病原真菌一般杀虫周期长制约真菌杀虫剂的应用,研究提示可以利用sRNA在昆虫与病原菌互作过程中跨界调控的功能,使其成为高效的效应因子应用于生防真菌的遗传改造。中科院分子植物科学卓越创新中心王四宝研究员团队首次开发出一种利用宿主昆虫体内具有免疫抑制功能的miRNAs,遗传改造杀虫真菌增强其生防效力的“以子之矛,攻子之盾”新方法,为生防菌的遗传改良开辟了新方向。该研究利用丰富的寄主miRNAs改造生防菌,为开发安全和高效的真菌等生物杀虫剂开辟了新方向和新思路,为昆虫与病原体相互作用研究提供新的思路。
原文链接:
https://doi.org/10.1016/j.celrep.2022.111527
NAR:基于web的大型植物基因表达数据库|组学分析
海量植物转录组测序数据贮存于NCBI等国际大型仓储公共数据库,其蕴藏的重要信息尚未得到充分挖掘和再利用。基于此,南京农业大学前沿交叉研究院刘金定副教授在学校“团队+”交叉创新研究计划支持下,与校内外实验室协作,通过协作搜集整理了85个植物共13万个转录组测序样本,开发了标准化流程采集样本中植物基因表达和可变剪接数据,构建了一个大型植物基因表达数据库,为研究人员利用大规模公共组学数据提供了一站式数据资源和分析平台。该数据库平台不仅支持对基因表达和可变剪接的检索,而且还提供了多种灵活、便捷的在线分析功能(差异表达分析、特异表达分析、共表达网络分析以及跨物种表达保守性分析等),以帮助植物学研究人员对公共转录组数据进行挖掘和利用。此外,数据库提供了大量实用性图表和可视化功能,为深入研究植物基因功能进一步提供了直观的参考。
原文链接:
https://doi.org/10.1093/nar/gkac917
数据库链接:
https://biotec.njau.edu.cn/plantExp
Nature:生长素受体TIR1/AFBs具有腺苷酸环化酶活性|信号传导
生长素在植物的生长发育过程中发挥重要作用,近些年研究表明生长素还能通过TIR1/AFBs介导快速细胞反应,比如质膜去极化、胞质Ca2+峰、质外体碱化以及根的快速生长抑制等。奥地利科学技术研究所Jiří Friml教授团队研究发现生长素受体TIR1/AFBs除了具有E3泛素连接酶活性以外,还具有腺苷酸环化酶活性,且AC活性对于生长素诱导的转录调控至关重要。该发现将为生长素信号转导研究开辟新的方向,有望复苏植物cAMP相关研究,并很有可能影响整个植物信号转导领域的研究。
原文链接:
https://doi.org/10.1038/s41586-022-05369-7
BBB:脆秆CEF3基因提升秸秆糖化效率的功能|生物质
遗传改良植物细胞壁,提高生物质的可降解性,可以从源头上解决生物能源产业化的瓶颈问题。中科院合肥研究院智能所吴跃进研究员课题组在水稻秸秆能源化利用的生物学机理研究方面取得重要进展,发现脆秆CEF3基因具有提升秸秆糖化效率的功能。科研团队长期关注利用离子束诱变挖掘细胞壁组分突变基因并开展秸秆的综合利用研究。在对离子束诱变获得的水稻脆秆突变体cef3进行图位克隆发现,CEF3基因编码能最终影响次生细胞壁纤维素的合成。据介绍,酶解糖化效率是决定秸秆木质纤维降解的重要参数,纤维素的含量以及其高度结晶化和聚合化是生物质酶解糖化的关键限制因素,与野生型相比,CEF3基因的突变使得秸秆的酶解糖化效率提高52%,因此CEF3基因在秸秆生物质能源利用方面具有良好的前景。
文章链接:
https://biotechnologyforbiofuels.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13068-022-02205-y
02 大|企|业|动|向
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合成生物
艾万生物联合元育生物共同开发基于微藻外囊泡的新型生物活性原料
艾万生物与元育生物宣布开展战略合作,双方计划利用各自的“外囊泡分离纯化、外囊泡功效验证”与“微藻工程化改造、微藻规模化培养”的技术优势,开发原创性的基于微藻外囊泡的新型生物活性原料,将供应于皮肤健康、医美、医药保健等领域客户,赋能医疗大健康行业。目前,双方已经开展了首个皮肤学级微藻外囊泡原料项目的合作研发,并取得了阶段性突破。艾万生物主要利用自研的外泌体工程化技术,致力于开发基于细胞外泌体的新型药物递送平台。元育生物是极少数有能力在分子水平发现和创造微藻基资源,并能以工业化方法实现微藻规模量产的新一代合成生物学企业。
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生物基新材料
美利肯Polartec推出全新生物基织物技术
美利肯公司品牌 Polartec® 宣布推出全新的生物基 Polartec®动力盾®织物技术,为可持续天气保护设定了新标准。此次发布标志着Polartec继续转向为石油基产品寻找生命物质替代品,同时提高织物和材料的效率和性能。Polartec动力盾的先进整体膜由植物基和非PFAS材料组合而成,实现防水防风性、持久透气性、高耐用性和舒适伸展性的优势组合。Polartec Power Shield是迄今为止公司织物产品组合中功能最强大,用途最广泛的防水透气技术,也是公司在整个织物系列中完全转换为非PFAS替代品的最新组成成分。公司现已向全球制造商和制造商提供六种面部和背衬织物-针织和梭织面料-并将在市场就绪型产品中首次亮相。
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生物基新材料
巴斯夫发布碳足迹为0的新戊二醇和丙酸
巴斯夫首次提供碳足迹(PCF)为0的新戊二醇(NPG)和丙酸(PA)产品,且实现一体化基地生产,全球有“NPG ZeroPCF”和“PA ZeroPCF”两种产品。巴斯夫在其独特的一体化基地生产系统中,通过生物质平衡(BMB)方法,使用可再生原料,实现了NPG和PA的零PCF。巴斯夫还使用可再生能源进行NPG的生产。NPG将用于建筑和汽车行业以及家用电器的粉末涂料,可生物降解的PA作为食品和饲料谷物保存的防霉剂,具有碳减排的效果。
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生物农药
新朝阳开发有效防治植食性螨虫的杀螨剂
成都新朝阳作物科学股份有限公司(新朝阳)基于对中草药藜芦的高效共同提取技术创新研发,开发出能有效防治植食性螨虫的杀螨剂“0.1%CE藜芦根茎提取物”。新技术大幅改善了药剂的速效性,与以往技术相比,新朝阳的产品降低了单一成分的使用量,通过独有工艺使得产品中成分更加丰富,协同增效作用更加明显。新朝阳从植物中寻找能控制柑橘全爪螨的有效物质,匹配先进的共同提取技术,并申请授权了多项国家专利,使得藜芦根茎提取物防效提升数倍,成功实现了生物杀螨剂市场的产业化。未来来源于药用植物的天然藜芦根茎提取物将有望逐步减少传统化学杀螨剂的使用量,对提高农产品品质,提高农产品质量安全,改善农业生态环境和维护生物多样性上做出更大贡献。
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植物育种
Eurofins Agroscience Services联合DELTAGee推出性状开发服务
Eurofins Agroscience Services和DELTAGee宣布建立战略合作伙伴关系,将新型高价值的本地性状快速引入植物品种和种植者的田地,即优良植物品种中部署新性状(性状渗入),是提高作物对气候变化的适应性以及可持续生产能力和营养价值的高效方法。通过此次合作双方将为植物育种者提供定制的性状渗入服务及优化方案,提高上市时间,产品性能和投资回报率。这些协议是基于Eurofins Agroscience Services在基因分型和植物栽培方面的经验,并结合DELTAGee专有的基于运营研究的性状渗入平台CERTAIN-TI。
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生物防治
Biotalys和Novozymes首个生物防治候选产品Evoca™可行性研究成功
Biotalys与Novozymes宣布首个专有生物防治候选产品Evoca™*的可行性研究的成功结果。Novozymes获得新制造工艺的概念验证,该工艺扩大Evoca作为新型生物杀菌剂的商业潜力,凭借Biotalys领先的蛋白质发酵专业知识,Novozymes能够进一步提高Evoca的生产效率。该技术平台使Biotalys能够发现和开发新颖的生物食品保护解决方案。Biotalys是一家通过基于蛋白质的生物防治解决方案保护作物和食品的农业技术公司,Novozymes是专注于农业生物制剂的生物技术解决方案全球领导者。未来双方将探索Evoca以外的研发合作,通过Novozymes的解决方案组合和Biotalys的候选产品管道,满足新市场和有效且更可持续的基于蛋白质的生物控制的需求。
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气体发酵
Solar Foods可持续空气发酵蛋白质Solein获新加坡监管批准
10月26日,食品技术初创Solar Foods宣布用于使用CO2和电力生长的Solein蛋白获得新加坡监管机构批准,这意味着含有这种蛋白质的食品可以在新加坡合法销售。Solar Foods正在开发非动物、非植物蛋白粉Solein,Solein是一种富含微生物蛋白质的粉末,包含所有必需的氨基酸,可以用来替代各种食品中的现有蛋白质,是首个与传统农业的局限性脱节的新型食品。其生产采用了一种用气体(二氧化碳、氢气和氧气)和少量的营养物质喂养微生物的生物工艺。Solar Foods计划未来在美国为其产品寻求监管评估,并已在英国和欧盟提交了新型食品授权申请。
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气体发酵
LanzaTech与石油公司Woodside Energy及NextChem合作探索可持续发展
10月24日,碳捕捉公司LanzaTech宣布与澳大利亚独立油气生产巨头Woodside Energy(伍德赛德石油)达成战略合作,根据战略协议框架,伍德赛德将对LanzaTech做出投资,设计、建造、拥有、维护和运营与LanzaTech技术相关的试点设施,探索LanzaTech技术的潜在商业规模扩大机会。同时,LanzaTech宣布获得Maire Tecnimont SpA旗下子公司NextChem授予的工程合同,为其最近启动的IPCEI HY2USE9项目(将废物转化为循环气体的工程)中的合成气发酵装置提供工艺设计包,以生产基于其生物催化剂技术的可持续流动性和化学品的循环乙醇。LanzaTech是全球领先的碳捕获公司,凭借在合成生物学、生物信息学、人工智能和机器学习以及工程学方面的专业知识,用气体发酵技术将废碳排放物(目前主要是CO2和CO)转化为新的日常产品。
03 融|资|速|递
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合成生物
合成生物企业巨子生物在港招股拟上市
巨子生物发布公告招股,预计11月4日在港交所挂牌上市。此次募集的资金约11%用于研发投资,以通过招聘扩大研发团队、扩展研发设施及进行测试和验证研究;约28%用于扩展与公司的产品组合及生物活性成分有关的生产能力;约46%用于增强全渠道销售及经销网络,并开展以科学和知识为导向的营销活动以提高公司的品牌知名度;约5%用于提高运营及信息系统;约10%用作营运资金及一般公司用途。巨子生物专注于基于生物活性成分的专业皮肤护理产品行业,设计、开发和生产以重组胶原蛋白为关键生物活性成分的专业皮肤护理产品。同时也开发和生产基于稀有人参皂苷技术的功能性食品。利用专有的合成生物学技术,自主开发和生产多种类型的重组胶原蛋白和稀有人参皂苷。
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生物基新材料
生物基新材料企业聚创生物获近1亿元Pre-A2轮和A轮融资
苏州聚维元创生物科技有限公司(聚创生物)宣布接连完成Pre-A2轮和A轮融资,由招银国际、广发信德和厚新健投共同投资,总金额近1亿元人民币。融资金额将主要用于聚维元创苏北新产线的建设,并推进秸秆糖化再利用模式的复制。公司希望趁此势头进入高价值生物基材料、精细化学商品下游,同时也将基于自身的上游碳源利用的特色,打造国内生物制造产业生态的关键能力。公司致力于从事非粮生物质的生物转化和高效利用,能够将常见的农牧业废弃物转化为发酵原料,并最终成为各类终端产物。公司首条示范产线落地于山东省,第一款产品为高价值的动物营养微藻,用于水产养殖等领域。通过独特的育种技术,聚创生物团队让藻类能够适应秸秆糖的特殊组成成分,最终使得相比于传统的光照培养工艺,藻类生产效率可提升30倍以上,成本约降低70%。
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生物农药
生物农药企业AgroSpheres获2200万美元B轮融资
开发下一代环保作物健康产品的领导者AgroSpheres宣布获得2200万美元B轮融资,本轮融资由Lewis & Clark AgriFood和Ospraie Ag Science领投,Bidra Innovation Ventures及Cavallo Ventures跟投,资金将用于加速产品商业化扩大生产能力,并为AgroSpheres AgriCell平台技术更广泛的应用。AgroSpheres的生物制造平台实现了具有成本效益的制造和新型生物模式的成功应用。叶面施用AgriCell-RNAi技术在田间取得的空前成功,该公司直接解决了生物制剂目前面临的三个关键瓶颈:成本、性能和稳定性,该技术将实现RNAi在农业中的突破创新。
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细胞肉
细胞海鲜初创Forsea Foods获520万美元种子轮融资
10月27日, 以色列食品科技初创Forsea Foods宣布完成520万美元种子轮融资,该轮融资由Target Global公司领投,The Kitchen FoodTech Hub、PeakBridge VC、Zora Ventures、FoodHack和Milk & Honey Ventures跟投。资金最初将用于加快研发,以细胞鳗鱼肉和开发其他鱼种的工艺,还将改进和扩大其核心技术,以便在大规模生物反应器中实现类器官的生长,同时开发出以较低的成本提高产量和利润的方法。Forsea利用非转基因类器官平台,将鳗鱼肉作为三维组织结构在体外生长,其生长方式与活鱼一样。该技术绕过了支架阶段,需要更少的生物反应器,过程比传统的细胞培养更简单并具有成本效益。Forsea将在2023年期间为其试点工厂举行落成典礼,使公司能够为大规模alpha生产系统进行初步设计,并推出公司的首批产品。
04 产|业|之|声
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合成生物
肯尼亚放开转基因作物禁令,政府监管框架已就位
10月初,肯尼亚放开长达十年的转基因作物种植禁令,宣布批准该国种植、进口转基因粮食作物和动物饲料,同时表示已经制定强有力的政策、法律和制度框架,以促进转基因生物的安全性。转基因作物已被证明对粮食、饲料和环境都是安全的,目前已在全球约70个国家批准种植转基因作物。肯尼亚农业和畜牧业研究机构(KALRO)表示,肯尼亚国家生物安全局(NBA)、国家环境管理局(NEMA)和植物卫生督察局(KEPHIS)等监管机构已经开展了尽职调查,以确保市场上的转基因产品符合安全标准。
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未来食品
未来食品热点领域分析与展望
近年来,未来食品成为农业科学与食品科学界的热议话题和研究热点。中国农业大学廖小军研究团队及中国农业科学院徐贞贞团队梳理了人类面临的食物供给不足、食物损失浪费严重、营养健康需求迫切等问题。分析和展望了未来食品热点研究领域和发展趋势:以无土栽培、单细胞培养、生物催化等为基础的植物工厂、细胞工厂、化学合成等新型食物生产方式成为传统食物生产系统的有力补充,加之对食物新资源的挖掘和利用,实现可持续的食物供给;通过完善食物收储运和数字化供应链体系,建立基于原料和产品的合理加工方式,开发食品新型绿色加工与智能包装技术,最大限度地减少食物损失;采用挤压剪切、3D打印、纳米组装等工程化食品加工技术和智慧型工业化餐饮模式,融合大数据和感知交互的个性化设计,制造满足消费者精准需求的未来食品。总结了未来食品的新理念、新资源、新技术,以期为未来食品产业的健康和可持续发展提供一些科学的参考。
原文链接:
http://www.btbuspxb.com/spkxjsxb/article/abstract/20220201?st=article_issue
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