▲ 2023年4月26-28日，BDO研究院、生物降解材料研究院将在重庆举办“BDO与锂电材料NMP、PVDF产业论坛”，并将走访中润新材料、巴斯夫、川维化工、华陆新材、恩捷、双象、新宙邦。诚邀专家学者、上下游企业共同探讨BDO、NMP、PVDF等锂电材料的黄金赛道发展趋势。近日，光驱动合成生物企业「光玥生物」宣布完成了近亿元Pre-A轮融资，由绿洲资本独家投资，凡卓资本担任本轮融资的财务顾问。新一轮融资主要用于新一代管线布局、负碳合成基地建设，及人才团队的拓展。公司天使轮投资方为英诺资本、泰有资本。
光玥生物成立于2021年，是专注于光驱动CO2回收的创新型合成生物公司。二氧化碳是存量几近于无限的碳资源，光玥生物对光合微生物蓝细菌进行理性设计和多维编辑，开发了近百种“负碳”细胞工厂，直接利用光能将CO2高效转化为目标产品。不同于依赖糖资源的异养生物制造平台，这种新一代合成生物技术尝试“用空气制造化合物，用回收碳重塑世界”。
光玥生物核心研发团队在光合生物改造、人工光合菌群开发和代谢建模等方面有着十余年技术积累，拥有多项光驱动合成生物领域核心技术，构建了光合细胞工厂库，使得药物成分、化工原料和可降解材料等，都可以用二氧化碳来定向制造，实现成本下探。现阶段，光玥的重点领域是功能活性原料、保健营养和可持续农业。据其介绍，已与多家行业头部企业签署了商业合作协议，希望在未来几年内与相关行业领导者合作推出多种产品，推进原料无机化，减少碳足迹。
01
改造光合微生物蓝细菌
蓝细菌（蓝藻），作为原核藻类的一种，是最古老的光合放氧生物，对地球表面从无氧的大气环境变为有氧环境起了巨大的作用。现在，作为合成生物的新型底盘，蓝细菌被称为“绿色大肠杆菌”，将在生物化工、化妆品、生物医药等各个领域发挥作用，同时对环境和气候起到非常积极的作用。“光合微生物由于类囊体结构的存在和充足的光合电子驱动，适合天然产物和还原性物质的生产。”光玥创始人倪俊表示，因为一些天然产物代谢途径中，要用到多个植物源的酶，但这类氧化还原酶在传统底盘中较难表达，并且缺少还原力驱动，而蓝藻等光合微生物可以高效表达合成代谢通路，且有强电子作为驱动力来推动合成反应。另外，与真核藻和植物不同，蓝细菌的整个内膜系统都能发生光合作用，所以光合效率很高，是陆生植物的百倍左右。尽管光合微生物培养需要一定光能，但无机培养体系不易被其他微生物污染，且光玥开发了元素替代技术，实现了“敞开式”发酵，节约了灭菌和过程控制的能耗成本。在菌株生产速度方面，光玥自主筛选/改造的聚球藻底盘Lumy-7，代时可以控制在2小时内，OD（光密度）最高达到200，干重超30g/L，已超过酵母菌等异养微生物的生长速度。在此基础上，生产一吨的天然产物，能固定上千吨的二氧化碳，助力碳中和。合成生物平台技术
基于自身的合成生物学技术平台，光玥生物开发了多种合成生物底层技术，比如辅因子自循环Cell-free的DTL-B合成生物学范式，来提高细胞代谢通路改造的通量和自动化程度；及基于AI分子结构工具的路径超速优化系统 DeepMARS，对催化分子机器进行理性设计。在合成生物学常规范式DBTL（设计-构建-测试-学习）中，“Build-菌株构建”这一步，涉及的环节非常多，需要体外合成目标基因，与合适的启动子、终止子共同构建质粒，然后将质粒转染到细胞中，还需要验证转化效率、测试产物等。这个过程里，目前还难以实现各环节串联的高通量自动化。光玥生物耦连辅因子自循环体系和无细胞蛋白质合成系统开发了途径原型设计和优化的DTL-B范式。“利用细胞裂解物和蛋白合成系统，来模拟细胞内的转录翻译，根据质粒或线性DNA模板的添加量来确定代谢路径各个节点的平衡关系。这使得我们可以在孔板中调节代谢通路过程涉及的多个酶和反应步骤，从而快速进行代谢途径的高通量优化。”这一过程中，因为不涉及微生物的转化和培养等步骤，可以用自动化工作站和酶标仪来实现全流程的高通量自动化。“我们用该体系测试了不同产物合成途径的优化，可以在短时间内将底物转化率从20%-30%提高到90%以上”。产品管线及商业化
除了改造底盘细胞合成特定化合物的平台技术，光玥生物还开发了光合电子链/碳固定柔性改造体系和高精度光反应技术来进行产品发酵的优化。“我们不会过度追求光合微生物的生长速率，而是瞄准特定目标产物的合成效率。对于光合电子链的重塑，使得我们可以在将蓝细菌光合效率提升70%的基础上，使得近50%的固定碳流向目标产物的合成。同时，利用平行光反应器进行光谱智能识别和无机组分高通量扫描，将光合发酵的各个指标设置得更加精准”。倪俊表示，此外，在生产抗氧化物质时，代谢反应需要较多的电子驱动，除了光能电子驱动外，还利用亚磷酸盐氧化释放部分电子，“相当于一个电子混动系统，光能和无机化学能同时驱动合成。”
目前，光玥生物正在进行樱花素、麦角硫因、和双去甲氧基姜黄素等高值产物的“负碳”产业化开发。光玥生物联合创始人邵慧表示，“光玥的产品管线主要分为三类，一类是市场需求明确的高值成分，负碳合成技术让生产成本实现50%以上的下探；一类是新型高效功能成分，基于合成技术打造多维度保护壁垒；还有一类是偏向大宗的化学品，这类基本是联合开发，在经济性前提下帮助合作企业的产品注入环保理念，减少碳足迹”。面对市场需求明确的高值成分，邵慧认为竞争无可避免，先进技术带来的成本和质量优势是基础，后续稳定的销售渠道是保障。在销售模式上，光玥生物以头部品牌商和优质经销商作为其下游渠道的保障，目前合作的品牌商主要是国内头部日化和医美领域的企业。除了原料销售外，光玥生物也帮助能源和材料企业进行了技术开发，共同搭建负碳生产平台。合成生物学正在兑现出其巨大的技术潜力和市场前景，利用第三代原料（如CO2、甲醇）进行“负碳生产”的三代生物炼制，以更加绿色环保的方式获取精细化学品，减少碳排放，获得联合利华、欧莱雅和Lululemon等众多国际一线品牌商的青睐。光驱动合成生物技术的“负碳生产模式”紧贴国家双碳政策和未来制造趋势，光玥生物将持续致力于碳的生物捕获和高值化，用回收碳重塑世界。