通往未来 “造物时代”的合成生物学在2016年迎来新拐点。
2016年开年，英国商务、创新和技能部部长宣布发布《生物经济的生物设计-合成生物学战略计划2016》报告。与此同时，麻省理工学院Christopher Voigt团队发表了基于端到端计算机辅助设计的Cello系统，用于在大肠杆菌中构建逻辑电路，通过标准化、特征化和自动化设计来实现生物化的工程化改造，实现更优地编写、构建、编辑和共享DNA代码。
也正是在这一年，在麻省理工学院所在州的隔壁纽约州，将合成生物学产业的蓬勃尽收眼底后，结束雪城大学学业的张骊博士动身回国，投身“从0到1”的创业实践。
张骊博士
元一生物：从技术研发到产业的第二次“落地”
回望学有所成回国到创立元一生物的历程，张博士也见证了国内乃至全球合成生物学产业的变迁与发展。合成生物学产业的基石——DNA合成技术，正以前所未有的速度发展。各类基因工具如雨后春笋般涌现，提供了更多样化、更高效的菌株改造手段。
而依托一流的研发团队和多年的科研经验，元一生物更是在技术上不断突破，在表达体系、酶计算与进化、菌株开发、发酵工艺、纯化工艺等方面有着领先优势，拥有高通量自动化平台、微流控芯片平台等全场景研发平台，涵盖多肽/蛋白、氨基酸/类氨基酸、萜烯/油脂等多个技术生产平台，构筑了坚实的技术壁垒，加速了元一生物科研成果从实验室到产业化的进程。目前在天津设有2600平方研发中心，实验室达到GMP标准，功能涵盖从分子生物学到产业中试全部功能。
元一生物细胞工厂实验室
以产业化落地为导向，把创新技术变成企业核心竞争力，积极发挥元一生物“科创＋产业”体系平台优势。公司已打通技术开发原料到应用领域拓展渠道，拥有全栈合成生物学产业化能力，提供包括集成菌株开发-发酵工艺优化-工业发酵生产-产物分离纯化-终端产品开发的一站式解决方案。现有两个百吨级产线和一个千吨级产线，打造集数字化、自动化、智能化、精细化管控于一体的生产体系，让生产更绿色、高效，切实满足不同应用场景的需求。
元一生物实验室发酵
生产降本增效，以智变促质变
对于国内外合成生物学产业初创企业的特点，张博士认为：“在产业化方面，国内凭借发酵产业基础、低成本设备制造及丰富的人力资源等优势，为初创公司提供了广阔的发展空间。与美国等平台型公司不同，中国许多合成生物学企业选择自建工厂、自主生产，通过技术领先、成本控制及商业化的强大团队，走出了一条独特的成功之路。”
或许正是这种长期建立的产业化思维，令元一生物在选择钻研产品时，就优先考虑了其市场落地场景的种种要素，也成功攻克了多项实际生产工艺的难题。“当我们将生产规模放大至几十吨的罐体时，许多合成生物学公司面临的放大难题在我们这里得到了有效解决。这得益于我们团队内部的高效沟通与协作，使得每一步都走得既稳健又迅速。”张博士提到，公司仅用了半年的时间，通过整合发酵工艺团队与研发团队的密切合作不断优化发酵工艺，将虾青素产品的产量大幅度提高，市场稳步拓展。
深挖护城河，助推终端市场拓展
目前元一生物的虾青素产品主要应用于动植物营养领域。原料端与金达威强强联手，共同出资成立金元生物科技（内蒙古）有限公司，预计年产量将达到4000吨虾青素干粉，并可根据市场需求灵活调整剂型的生产比例。此外已陆续开发出多款终端产品。
另一重磅产品超氧化物歧化酶，则有望在护肤品市场中大放异彩。公司利用合成生物学技术和丰富的酶进化经验，通过从头设计合成路径和优化，大幅提高了稳定性和生产效率。解决了传统超氧化物歧化酶提取难、保存难、吸收难等问题，使得应用场景不断拓展，有效满足护肤领域的需求。经过测试，其效果显著，可与多原料复配协同增效，非常适合作为新型原料添加到护肤品中，公司也提供产品联合开发、定制开发等多元解决方案。当前，元一生物也在为上市公司提供定制配方服务，助力下游企业实现品牌贴牌生产。
目前，超氧化物歧化酶在海外市场作为保健品原料占据重要地位。整个终端产品市场潜力巨大，预估可达千亿规模，而原料市场约占其中的1%，即约十亿规模。在食品饮料领域，超氧化物歧化酶同样展现出广阔的应用前景。随着消费者对功能性饮品的追求，超氧化物歧化酶作为抗衰、清除氧自由基的优秀原料，正受到企业青睐。“我们已与几家终端品牌公司探讨共同开发产品的可能性，并吸引了海外保健品及功能性饮品公司的关注并主动寻求合作，共同研发配方。”张博士介绍道。为了更好的打开市场，元一生物也开发了终端品牌-元彩，现已在各平台上架销售。
元彩水漾焕肤精华液
得以让元一生物在市场上具有如此竞争力的，是其两道坚实的护城河构筑的核心竞争力。作为科技企业，技术创新成为首要护城河。元一生物拥有一支近50人的技术团队，其中包括十多位在各自领域内卓有成就的博士，他们不断精进，持续优化技术路径，致力于前沿研发。
其次，市场端的护城河同样重要。凭借敏锐的市场洞察和快速的行动力，元一生物成为了行业的先行者。公司也逐步推动相关标准的制定，并向国家标准迈进。
张博士讲到，元一生物接下来布局的医美产品会成为其主推赛道：“我们目前自主研发18种重组人源化胶原蛋白，保留了人类胶原蛋白高活性功能区特征性结构，其氨基酸序列与人胶原蛋白完全一致，涵盖I型、III型、XVII型重组人源化胶原蛋白，包括2个全长单链蛋白（~110 kDa及以上），10个中段大小的胶原蛋白（含8个50-80 kDa截短单链蛋白，和2个40-50 kDa仿专利片段），6个小分子短肽（5个10-30 kDa，1个＜5 kDa的片段），底盘不含有内毒素，可应用于化妆品原料、二类医疗器械，三类医疗器械等领域。”
面对医美领域市场同质化的趋势，元一生物从合成生物学底层技术出发，驱动研究成果突破性进展。公司利用成熟的基因重组技术，通过独特的核心功能区筛选，大量序列科学重排、菌株构建优化，提高获取目标生产菌株或菌群的成功率；同时高效提纯，进而提升上皮细胞的增殖、再生力、分化和修复能力，生物相容性更好，安全且表达量高，过敏反应的风险更低，可达到规模化量产。目前元一生物可以提供从原料到配方应用等全链条的专业支持，为企业提供真正适合、并具有市场竞争力的重组人源化胶原蛋白产品。
除此之外元一生物在医药领域也有布局，公司多肽生产平台选用外泌型底盘细胞及无机盐培养基，无需纯化，生产效率高，表达量可达10 g级/L。“我们的竞争力在于提供从研发到生产的全链条多肽生产技术解决方案，即CRO服务，与大型制药企业携手合作，特别是在专利过期药物的仿制开发上，我们能迅速响应市场需求，提供定制化服务。”张博士说道。
合成生物学转变了生产方式，也由此带来了市场终端上的改变。与行业平均水平相比，依托全栈合成生物学产业化能力和多元产业链布局，公司在降本增效上有着独特的优势，致力于探索更多绿色、安全、高效，环境友好且可持续的合成生物技术工艺，针对不同合作伙伴的需求提供全方位的应用方案。
据悉，目前元一生物与多家上市公司合作开发新产品，接下来的布局也尤为令人期待。相信在不远的将来，公司利用自身的技术优势和产业资源，推出更多高附加值产品，为行业发展注入新活力。
