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近百亿资金流入,超30家公司完成融资,细胞农业时代到了吗?2021年度盘点

生物技术 时间:2022-01-13 07:44:29 作者:莫敖坤
【http://www.globalcon.cn - 中国农业科技网】

目前,细胞工厂被赋予生物技术工程化思路,仅仅是细胞力量挖掘的开始。未来农业食品领域,不管是在提高现有产物的质量方面,还可以生产出全新基础资源化合物方面都将在缓解全球资源紧张中扮演重要角色。

二、不同特征细胞工厂在农业食品领域布局

为了使大家更具象地了解细胞工厂,首先我们来看一下,细胞工厂目前布局了哪些产业,更深刻地感受细胞的力量。

(选填)图片数据来源:公开网站,35斗整理描述

三类细胞个体的特点,也决定着细胞工厂构建时在农业食品领域的应用场景:

微生物细胞工厂,微生物本身即为一个生物体存在于自然界中,可通过微生物基因改造使其生产高附加值化合物,广泛应用于农业食品,如生物农药杀虫剂、饲料添加剂以及食品原料、食品添加剂、调味剂等。

动物细胞工厂,动物细胞的来源是多细胞生物,通过干细胞培养可直接生产出食品或食品原料,如细胞培养肉即猪、牛、羊等分离出干细胞,在一定条件下培养出不依赖动物养殖的细胞肉,减少饲养动物带来的能量损耗及环境污染等。

植物细胞工厂,植物细胞的生物体也是多细胞生物,是动物直接的能量来源,通过植物细胞培养也具有直接生长成为植株或者高附加值植物原料的潜能,如胡萝卜组织细胞可通过脱分化、再分化最后生长为一棵植株;另外细胞培养物可直接获取高浓度植物原料,如使用人参细胞培养获得培养物浓缩提取人参皂苷等,节约了成长为植株的资源。

表1. 三类细胞特征比较

数据来源:公开网站,35斗整理

01微生物细胞工厂

微生物广谱、高效、无污染、安全、繁殖快等特点成为人类改造微生物的出发点。微生物的大家庭种类繁多,主要分为真菌、细菌、病毒及显微藻类等。

经人工设计的微生物细胞工厂,与其他工厂运作一样,需要“吃”进有机物料,激活自身遗传信息,启动代谢流,沿着设计的“生产流程”,输出目标有机产物。

与传统种植业和畜牧业相比,微生物可以大规模集约生产低成本、高质量、非常一致的单一分子,省去了动植物培育环节。

1.1怎样才能让微生物按照设定来生产目标有机物呢?

(选填)图数据来源:公开网站,35斗整理片描述

微生物细胞工厂运作的基础是对微生物进行人工改造,以让其具备所需的功能和价值。“改造”技术主要依赖融合多种技术的合成生物学,包括 DNA/RNA 设计和合成、基因测序和基因编辑等基础技术,以及一系列不断扩展的技术,如计算、生物信息学、多组学、人工智能、自动化、3D 生物打印和精密发酵等,进而催生了大量的产品导向型企业。

微生物细胞工厂的“改造”分为两大部分:“信息设计”和“添加生物元件、装置和系统”。

在信息设计方面,微生物细胞工厂构建主要将工程原理应用于生物学,为某一特定目的产物设计新的生物系统,通常应用多种技术手段促使多种设计并行。

在元件插入和系统构建方面,该过程属于系统生物学范畴,主要研究生物系统不同部分之间的相互作用的关系,以及基因、蛋白质网络如何影响代谢途径或细胞信号传递等。

1.2 微生物细胞工厂企业融资情况

在农业食品领域2021年微生物细胞工厂的融资企业,主要集中于美国,约占所有企业的70%;按照产品类型来分,主要集中于食品原料,其中人造蛋白和人造脂肪企业占一半以上,这些产品主要用于食品的制作;在生态农业中也布局了4家企业,其中3家企业为生物农药领域,通过微生物合成生物农药主要成分;同时在微生物定制研究中多数企业布局农业食品领域工程菌研究,为微生物高效生产提供优良基底细胞。

表2. 微生物细胞工厂丨2021年企业融资情况

数据来源:公开网站,35斗整理

1.3 美国Perfect Day——酵母细胞成就人造奶行业领跑者

酵母细胞在微生物细胞工厂中成为广泛应用类型,可高效、优质生产重组乳蛋白,成为人造奶的主力军。

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