微生物工程服務：公司現在可以購買合成生物

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  量子運行遠見
• 2022 年 12 月 21 日

洞察總結

合成生物學涉及創造替代器官和獨特的生物體。這項創新促使生技公司和新創公司提供發現新微生物的服務，特別是用於藥物開發和疾病研究。這項服務的其他長期影響可能包括用於電子產品的可生物降解組件和用於藥物測試的更多樣化的類器官。

微生物工程服務背景

生物學家發現，有些微生物不僅是潛在致命的生物體，而且對人類健康有益。 這些「益生菌」——充足食用後可以改善我們健康的活微生物——主要是某些食物中已經存在的乳酸菌。 借助下一代 DNA 定序技術，我們可以更了解我們賴以生存的微生物，以及它們對我們健康的重要性。

科學家正在改造用於治療的微生物，創造新的微生物菌株，並致力於改進現有菌株。為了實現這些創新，研究人員進行突變並遵循合成生物學的原理。新的微生物種類將超越目前食品應用中益生菌的定義。相反，根據發表在《微生物學前沿》上的研究，製藥業可能會將它們作為「抗生素」或「活生物治療產品」。

許多基因工程微生物已被探索用於疫苗抗原傳遞，但很少有進入人體臨床試驗的。 工程微生物的其他潛在用途包括治療自體免疫疾病、發炎、癌症、感染和代謝紊亂。 由於基因工程微生物的有用性，許多生物技術公司正在將其探索到健康以外的各個領域，例如農業和材料科學。

破壞性影響

2021 年，美國生物技術新創公司 Zymergen 宣布計劃加快電子和消費者護理產業生物聚合物和其他材料的新產品開發。 聯合創始人 Zach Serber 表示，由於生物學中存在豐富的化學物質，材料科學正在復興。 Zymergen 擁有超過 75,000 種生物分子，自然界中的生物分子與需要從商業來源購買的生物分子之間幾乎沒有重疊。

Zymergen 於 2021 年首次公開募股，籌集了 500 億美元，使其估值約為 3 億美元。該公司計劃在五年或更短的時間內透過合成生物學推出新產品，其成本僅為傳統化學品和材料的十分之一。根據其向美國證券交易委員會 (SEC) 提交的文件，預計推出產品的時間約為五年，耗資 50 萬美元。

基因工程微生物的另一個研究領域是化學肥料領域。 2022年，科學家進行了實驗，以基因工程微生物取代這些污染物。 研究人員對細菌突變株進行了改造，使其在水稻根部定殖，並向其提供穩定的氮流。 他們可以透過調節細菌產生的氨量來實現這一目標，而不會造成浪費。 

研究小組建議，未來研究人員可能會專門創造細菌來滿足農作物的需求。 這項發展將減少氮徑流和富營養化，這是當土壤中的化學廢物沖刷到水體時發生的過程。 

微生物工程服務的影響

微生物工程服務的更廣泛影響可能包括： 

• 生物製藥公司與生物技術公司合作，快速追蹤藥物開發和測試。
• 成熟的化學工業公司透過創建或投資微生物工程新創公司來製造可生產稀有化合物的微生物，從而實現業務多元化。
• 專注於生物醫學材料開發的新創公司，例如更堅固、更靈活、可生物降解的電子元件。
• 基因編輯和定序技術的進步導致基因工程組件的應用更加廣泛，例如可以自我修復的活機器人。
• 研究機構和生物製藥公司之間加強合作，發現新的病原體和疫苗。
• 多樣化的類器官和晶片原型可用於研究不同的疾病和基因療法。

需要考慮的問題

• 您認為微生物工程作為一種服務將如何改變醫學研究？
• 使用基因工程材料有哪些潛在挑戰？