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CBG——大麻素中的愛馬仕,Demetrix如何用發(fā)酵技術(shù)進行大規(guī)模生產(chǎn)?【合成生物學系列案例】

 動脈網(wǎng) 2021-04-03

隨著時代更替,更環(huán)保、更高效的新能源、新材料是我們發(fā)展和追求的趨勢。近幾年,合成生物這一學科應運而生,引領(lǐng)著第三次生物技術(shù)革命的發(fā)展。

合成生物學,是指按照一定的規(guī)律和已知的知識去設(shè)計和創(chuàng)造新的部件、裝置和系統(tǒng);重新設(shè)計已有的天然生物系統(tǒng)為人類的特殊目的服務(wù)。

合成生物學的研究方向眾多,主要分為以下類別:基因編輯領(lǐng)域、基因組工程領(lǐng)域、蛋白質(zhì)設(shè)計領(lǐng)域、非天然領(lǐng)域、基因線路設(shè)計領(lǐng)域、定向進化領(lǐng)域、細胞工廠及療法領(lǐng)域、生物數(shù)據(jù)領(lǐng)域等。其中以構(gòu)建代謝途徑合成特定產(chǎn)物的細胞工廠在工業(yè)上的應用最多。

Demetrix便是這樣一家“發(fā)酵公司”,它成立于2015年1月1日,總部位于加利福尼亞州伯克利。Demetrix致力于使大自然中稀有的成分產(chǎn)業(yè)化,從而帶來更健康,更幸福的生活。該公司通過整合大麻植物和其它物種的代謝通路到酵母,利用發(fā)酵技術(shù),加速大麻素生產(chǎn)。

圖源Demetrix官網(wǎng)

Demetrix公司將生物技術(shù)與人類最古老可靠的生產(chǎn)工藝之一(發(fā)酵)結(jié)合在了一起。利用計算、自動化和基因編輯(合成生物學相關(guān)技術(shù))方面的技術(shù),將基因放入酵母中,使其發(fā)酵出罕見的大麻素。通過人為控制的發(fā)酵技術(shù),使得產(chǎn)品具有純度高、所用原料更少、生產(chǎn)所需時間更短、產(chǎn)品一致性強等優(yōu)點。

大麻素全球市值預計2029年將達1000億美元

人們最常提及的大麻素有兩種,分別是具有精神活性的THC和不有具有精神活性的CBD。

THC天然存在于??浦参锎舐榈拇苹ɑㄈ锓置诘臉渲?,也可化學合成制得。它具有抗癌、抗菌、抗嘔吐、利尿等藥用價值。THC可以用來治療創(chuàng)傷后應激障礙,神經(jīng)性和慢性疼痛,失眠,關(guān)節(jié)炎,偏頭痛,克羅恩病,纖維肌痛,阿爾茨海默氏病,青光眼,多動癥,睡眠呼吸暫停等疾病。

CBD也有多種藥用價值:CBD通過CB1受體和CB2受體藥理機制可產(chǎn)生止痛抗炎的作用;CBD對人類大腦中的GABA神經(jīng)遞質(zhì)有鎮(zhèn)靜效果,抑制大腦中樞的興奮性來達到抗癲癇的作用;抗焦慮:CBD可將內(nèi)源性大麻素維持在一個合理的水平幫助抑郁癥病人降低焦慮情緒,且不具有成癮性;除此之外,CBD可阻斷某些多酚對人體神經(jīng)系統(tǒng)的不利影響,并且具有阻斷乳腺癌轉(zhuǎn)移、抗類風濕關(guān)節(jié)炎、抗失眠等一系列生理活性功能。

CBG(Cannabigerol,大麻萜酚),則是合成所有其他大麻素的前體。CBG在大多數(shù)大麻植物中都以微量存在,常見株種中含量不到1%,價格高達16000-20000美元每公斤,因此被譽為大麻素中的愛馬仕。CBG在藥理方面是一種不具有精神活性的大麻素,因其廣泛的抗菌、抗微生物和抗炎特性而備受關(guān)注。

圖源CAS數(shù)據(jù)庫

從科研角度來看,目前全球有多家企業(yè)都對CBG有深入研究??鼓[瘤生長研究發(fā)現(xiàn),CBG可以抑制癌細胞的生長,刺激化療患者食欲??咕钚匝芯堪l(fā)現(xiàn)CBG具有如下特點:對革蘭氏陽性菌抗菌活性高(與萬古霉素相當);抗菌譜廣,對多重耐藥菌有效;不易產(chǎn)生耐藥性;聯(lián)合多粘菌素B,能有效抗革蘭氏陰性菌。

從市場的角度來看,大麻素的有趣之處在于,它既是一種高價值產(chǎn)品,也是一種高產(chǎn)量產(chǎn)品。它既用于醫(yī)藥等健康產(chǎn)品,也用于護膚品等美容產(chǎn)品。大麻素的全球市場價值預計到2029年將達到1000億美元。

不到三年,Demetrix生產(chǎn)規(guī)模從0增加到15000升

對于大麻素廣闊的市場前景,Demetrix一開始就計劃分一杯羹,因此積極進行著100多種大麻素的商業(yè)化探索。Demetrix通過整合代謝通路到酵母,使酵母產(chǎn)生THC、CBD、CBG、CBDV 和THCV等天然大麻素。除此之外,該公司還可以合成很多非天然大麻素,擁有廣闊的市場范圍。

Demetrix在不到三年的時間里將生產(chǎn)規(guī)模從0增加到了15000升。CBG大規(guī)模發(fā)酵生產(chǎn)至15000升,這對于將罕見大麻素商業(yè)化來說是里程碑式的進步。這也是Demetrix推向市場的第一種罕見大麻素,后續(xù)可將其用于從藥品到護膚品等一系列安全、有效、合法的醫(yī)藥和保健產(chǎn)品。

首席執(zhí)行官Ubersax表示,公司之所以能如此迅速擴大規(guī)模,是因為Demetrix從開始就朝著目標前進。該公司工程師為其最終想要實現(xiàn)的10萬升生產(chǎn)規(guī)模設(shè)計了一個生產(chǎn)流程,然后將生產(chǎn)規(guī)模流程縮小數(shù)量級至1000升。這樣就可以構(gòu)建一個基本完整的,小型化版本的生產(chǎn)環(huán)境,來達到示范和試點規(guī)模。

圖源Demetrix官網(wǎng)

在考慮開發(fā)大麻素產(chǎn)品種類時,Ubersax表示他們有三個標準。首先,這些化合物必須安全、有效,并且功能不同。其次,他們將考慮開發(fā)產(chǎn)品的難度。第三是監(jiān)管方面的考慮。Ubersax說:“向監(jiān)管機構(gòu)透明和公開我們正在做的事情,并與他們合作,真的非常重要,因為這可以加快將產(chǎn)品推向市場。”

創(chuàng)始團隊均擁有合成生物學開山鼻祖Amyris任職經(jīng)歷

除了上述三個因素外,Demetrix的創(chuàng)始團隊所擁有的豐富合成生物學經(jīng)驗,也加速推進著公司的發(fā)展。

首席執(zhí)行官Ubersax是斯坦福大學的博士后學者。Ubersax擔任過Amyris研發(fā)副總裁,開發(fā)并領(lǐng)導了Amyris的基因組和菌株工程平臺。Ubersax擁有加利福尼亞大學舊金山分校的生物化學和分子生物學博士學位,以及北卡羅來納大學教堂山分校的理學學士學位。

總裁Darren Platt,除擔任總裁的戰(zhàn)略職務(wù)外,Darren還負責構(gòu)建公司的自動化,計算和數(shù)據(jù)平臺。Darren在澳大利亞墨爾本的莫納什大學獲得計算機科學博士學位,并在劍橋的桑格研究所進行了博士后研究。他還曾擔任Amyris研發(fā)副總裁,23andMe研究總監(jiān),聯(lián)合基因組研究所的生物信息學負責人和Exelixis的生物信息學總監(jiān)。

Demetrix完成A輪融資5000萬美元

Demetrix高速的發(fā)展和經(jīng)驗豐富的創(chuàng)始團隊自然會帶來投資者的青睞。

2019年7月11日,Demetrix完成A輪融資5000萬美元,該輪融資主要用于擴大其業(yè)務(wù)規(guī)模,為制藥、保健品和消費品公司提供更多相關(guān)產(chǎn)品。本輪融資由Tuatara Capital領(lǐng)投,現(xiàn)有投資者Horizons Ventures跟投。

領(lǐng)投公司Tuatara Capital,成立于2014年,是一家專業(yè)的另類投資管理公司,旨在支持合法大麻產(chǎn)業(yè)化。該公司專注于探索大麻產(chǎn)業(yè)供應鏈中一系列的投資機會,包括大麻研究、種植、技術(shù)、產(chǎn)業(yè)服務(wù)等。Tuatara Capital目前管理著超過3.3億美元的大麻相關(guān)資產(chǎn)。

Tuatara Capital合伙人Marc Riiska表示,Demetrix的團隊在大麻素大規(guī)模商業(yè)化方面有著良好的記錄,他們在生物工程和大麻素的研發(fā)方面都擁有大量的專業(yè)知識。持續(xù)規(guī)?;a(chǎn)高純度、一致性的大麻素是這個新興行業(yè)的重要發(fā)展方向。

跟投機構(gòu)Horizons Ventures,成立于 2002 年,是李嘉誠先生旗下投資基金。Horizons Ventures是全球一些最具創(chuàng)新力的公司和顛覆性技術(shù)的主要投資者。投資項目主要包括Facebook,Spotify,Siri,Zoom,Impossible Foods,Waze,Summly,DeepMind和AirWallex等。

值得注意的是,這是Horizons Ventures連續(xù)兩次投資Demetrix,此前該機構(gòu)還領(lǐng)導過Demetrix進行1100萬美元的種子輪融資。

資本的注入讓Demetrix的發(fā)展更加迅速并且多元化。2020年11月10日,Demetrix啟動CBG抽樣計劃,向皮膚護理和消費品公司提供樣品以開始配制相關(guān)產(chǎn)品。

圖源Demetrix官網(wǎng)

在美妝和個人護理方面,2020年全球大麻制品銷售額就已達到210億美元。在化妝品行業(yè),大麻具有抗衰老、滋潤修復皮膚等功效。近年來,無論是國外還是國內(nèi)化妝品行業(yè),對大麻素的關(guān)注度都越來越高。從潤唇膏、面膜、面霜,大麻護膚品無處不在。

而在國內(nèi),含有大麻素成分的護膚產(chǎn)品還沒有完全放開,只有大麻仁果、大麻籽油、大麻葉提取物三種成分是被記錄在《已使用化妝品原料名稱目錄(2015版)》。在國內(nèi)護膚美容的道路上,含大麻素的美妝產(chǎn)品還要經(jīng)歷更為長久的發(fā)展,也面臨著更多的考驗。

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