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<ul id="qqie6"></ul> 合成生物學(xué)
合成生物學(xué)通過運用基因操作工具等將基因植入到微生物中，使之生產(chǎn)出藥物、化學(xué)制品或生物燃料，是一門能夠調(diào)節(jié)和改造生命行為或再創(chuàng)生命形式的新興工程學(xué)科。采用工程學(xué)“自下而上”的理念，通過“設(shè)計(design)-構(gòu)建(build)-測試(test)-學(xué)習(xí)(learn)”的路徑(DBTL)，打破“自然”和“非自然”的界限，在學(xué)習(xí)自然生命系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，構(gòu)建出有各類用途的生物系統(tǒng)，制造出滿足人類需求的產(chǎn)品。它的出現(xiàn)為許多前景廣闊的科學(xué)研究帶來新的希望。
藥用植物中的有效活性成份大部分直接從中草藥中提取獲得，但由于大多數(shù)藥用天然產(chǎn)物在植物中的含量低微，提取分離相對困難，并且有些天然化合物分子結(jié)構(gòu)復(fù)雜，導(dǎo)致化學(xué)合成難度大，且易造成對環(huán)境的污染。通過生物合成途徑獲得的中藥有效活性成份綠色環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展且產(chǎn)量高，因此備受關(guān)注。
植物有效活性成分
萜類化合物是植物次生代謝產(chǎn)物中*豐富、數(shù)量最多的一類化合物，具有多種功能，其中更存在著具有顯著藥理活性的化合物——人參皂苷。人參皂苷屬于三萜類化合物，是傳統(tǒng)名貴中藥材人參的主要活性成份，人參在預(yù)防腫瘤、抗衰老、抗心律失常、降糖降脂、提高免疫力等方面都有功效。人參皂苷作為藥物和保健品深受人們喜愛，市場需求極大，但人參資源稀少，生長周期漫長，且人參中人參皂苷含量較低，導(dǎo)致其供應(yīng)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足人們的需求。因此，通過合成生物學(xué)獲得該有效活性成份的重要性可見一斑。
有文獻(xiàn)報道，在釀酒酵母中引入原人參二醇（PPD）合成途徑，構(gòu)建生產(chǎn)PPD的菌株；隨后利用代謝途徑強(qiáng)化的策略，對HMGR 酶的表達(dá)和發(fā)酵工藝進(jìn)行優(yōu)化，最終將PPD產(chǎn)量提高到1g/L[1-2]。后期通過基因模塊組合優(yōu)化，將人參皂苷前體達(dá)瑪烯二醇-II（DD）的產(chǎn)量提升至15g/L[3]。SHI等[4]將PPDS定位至存儲底物DD的脂滴，顯著提高了DD向PPD的轉(zhuǎn)化率，最終人參皂苷compound K(CK)的發(fā)酵罐產(chǎn)量高達(dá)5g/L。
未來發(fā)展趨勢
中藥活性成份涵蓋廣泛，結(jié)構(gòu)復(fù)雜多樣，對于創(chuàng)新藥物研發(fā)具有十分重要的價值。通過生物合成途徑的快速組裝重構(gòu)和基因編輯技術(shù)等合成生物學(xué)手段實現(xiàn)中藥活性成份的高效異源生物全合成，將成為綠色高效獲取中藥活性成份的重要途徑之一。合成生物學(xué)利用已知的遺傳元件改造已有的微生物，使其具備全新的功能或更佳的性能；科學(xué)家可以通過改造微生物自身遺傳物質(zhì)的構(gòu)造，創(chuàng)造出自然界不存在的物體。相信隨著生物技術(shù)的不斷更迭，植物中活性成份的大量生物合成將為傳統(tǒng)中藥開發(fā)注入新的活力，提升我國研發(fā)創(chuàng)新性藥物的能力和國際醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)的核心競爭力。
丹納赫生命科學(xué)可提供合成生物學(xué)對植物有效活性成份獲取研究中的相關(guān)解決方案，助力研究者加速發(fā)現(xiàn)，突破創(chuàng)新。
QPix系列高通量篩選系統(tǒng)助力工業(yè)微生物菌種選育
由于原始菌種的目標(biāo)產(chǎn)物通常比較低，而且無法適應(yīng)大規(guī)模工業(yè)化培養(yǎng)的苛刻條件，或需要人為提供*條件而增加生產(chǎn)成本，因此從自然界中獲得的原始菌種通常都不適合于工業(yè)化生產(chǎn)，作為工業(yè)生產(chǎn)菌種的微生物通常都是經(jīng)過人工重復(fù)多次篩選過的優(yōu)質(zhì)微生物菌種。菌種選育需要多次重復(fù)進(jìn)行，整個生產(chǎn)過程中需要花費大量時間和人力。丹納赫生命科學(xué)旗下美谷分子儀器的QPix400高效篩選系統(tǒng)作為高通量自動化平臺，可以在整個菌種選育過程中發(fā)揮作用，大大提高菌種選育的速度，節(jié)省時間和成本。
美谷分子儀器的QPix460 微生物克隆篩選系統(tǒng)
BioMektor高通量自動化微型生物培養(yǎng)平臺助力微生物菌株篩選和工藝優(yōu)化
生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)對菌株和工藝優(yōu)化有著嚴(yán)格的要求，過程通常十分耗時和復(fù)雜，并需要進(jìn)行大量的實驗。我們需要在盡可能減少工作量的同時獲取更多信息以實現(xiàn)盡可能高的產(chǎn)量，而高通量、自動化、DoE可以實現(xiàn)這一目的，是未來菌株篩選和工藝過程優(yōu)化的發(fā)展趨勢。
丹納赫生命科學(xué)旗下貝克曼庫爾特生命科學(xué)的BioLector微型生物反應(yīng)器可一次進(jìn)行48個樣品的平行培養(yǎng)，并可在線監(jiān)測生物量、pH值、溶氧（DO）和各種熒光分子或蛋白質(zhì)的熒光強(qiáng)度，同時還能結(jié)合微流控芯片技術(shù)實現(xiàn)各培養(yǎng)孔獨立的 pH 控制和補(bǔ)料分批培養(yǎng)，并可放大工藝。整合自動化工作站的BioLector即BioMektor高通量自動化微型生物培養(yǎng)平臺可通過實驗設(shè)計（DoE）進(jìn)行誘導(dǎo)、培養(yǎng)基制備和執(zhí)行自動化高通量培養(yǎng)及在線檢測，非常適用于DoE環(huán)境下的菌株篩選、發(fā)酵參數(shù)優(yōu)化、培養(yǎng)基優(yōu)化和補(bǔ)料分批培養(yǎng)的研究等。
貝克曼庫爾特生命科學(xué)的BioMektor
高通量自動化微型生物培養(yǎng)平臺
高分辨質(zhì)譜X500R QTOF在人參皂苷成份鑒定中的應(yīng)用
人參是珍貴藥材之一，具有“大補(bǔ)元氣、寧神益智、 益氣生津、補(bǔ)虛扶正”等功效，其主要藥效成份為人參皂苷。丹納赫生命科學(xué)旗下SCIEX的中藥成份高分辨二級數(shù)據(jù)庫基于《中國藥典》一部中的中藥品種的有效成份為基礎(chǔ)，包含有皂苷類、黃酮類、黃酮苷類、三萜類、苯乙醇苷、有機(jī)酸等近千種化合物。
SCIEX X500R QTOF高分辨質(zhì)譜儀，一針進(jìn)樣同時得到高質(zhì)量的一級和二級質(zhì)譜圖，強(qiáng)大的信息依賴（IDA）采集功能，獲得高分辨的TOF MS和TOF MS/MS圖；結(jié)合豐富的中藥有效成份高分辨MS/MS數(shù)據(jù)庫，軟件自動計算理論分子量、同位素分布、并同時和譜庫中的MS/MS進(jìn)行匹配，通過綜合得分，能直觀、快速、準(zhǔn)確地得到人參皂苷類的成份鑒定結(jié)果。
SCIEX的X500R QTOF高分辨質(zhì)譜儀
相關(guān)展訊
丹納赫生命科學(xué)將于2024年4月12 -13日參展在南京舉辦的2024第二屆合成生物學(xué)產(chǎn)業(yè)博覽會，將攜手思拓凡為用戶帶來覆蓋合成生物學(xué)的“設(shè)計-構(gòu)建-測試-學(xué)習(xí)”閉環(huán)工作流的解決方案。我們針對現(xiàn)有生物鑄造廠中試錯實驗量大、自動化手段少、大片段DNA合成成本高、研究維度單一等局限，為用戶提供圍繞旗下貝克曼庫爾特生命科學(xué)自動化工作平臺為核心的高通量現(xiàn)代合成生物學(xué)工業(yè)平臺。展示包括貝克曼庫爾特生命科學(xué)的納升級聲波移液系統(tǒng)、自動化工作站、美谷分子儀器的智能微孔板檢測系統(tǒng)、微生物克隆篩選系統(tǒng)、SCIEX的Echo MS聲波激發(fā)耦合質(zhì)譜系統(tǒng)、QTRAP系統(tǒng)，思拓凡的ÄKTA Pure 層析系統(tǒng)等，可以為用戶有效降低成本、提升通量、拓展研究深度和廣度。展臺更有合成生物學(xué)實驗室沙盤展示，為用戶帶來合成生物學(xué)實驗室搭建思路。
丹納赫生命科學(xué)展位
展位號：A05
展覽期間，展臺將有豐富的互動活動，
歡迎蒞臨參觀，贏取好禮！
參考文獻(xiàn)
1.DAI Z B, WANG B B, LIU Y, et al. Producing aglycons of ginsenosides in bakers' yeast. Sci Rep, 2014, 4: 1.
2.王潔，戴住波. 中藥活性成分異源仿生合成——中藥資源保護(hù)與開發(fā)新模式. 中國中藥雜志，2023，48: 2284.
3.王冬, 劉怡, 許驕陽等. 創(chuàng)建釀酒酵母細(xì)胞工廠高效生產(chǎn)人參皂苷前體達(dá)瑪烯二醇Ⅱ. 藥學(xué)學(xué)報，2018，53: 1233.
4.SHI Y, WANG D, LI R, et al. Engineering yeast subcellular compartments for increased production of the lipophilic natural products ginsenosides. Metab Eng, 2021, 67: 104.
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