昆蟲生物反應(yīng)器

在大規(guī)模的生物制造過程中，離不開大型的發(fā)酵反應(yīng)儀器，發(fā)酵罐越大，生物制品產(chǎn)量越高，平攤下來的成本就越低。但困擾發(fā)酵工程師們的問題是，從小規(guī)模到到大規(guī)模的生物發(fā)酵實(shí)驗(yàn)，并不是簡(jiǎn)單的反應(yīng)體系放大，相反，這也許是整個(gè)產(chǎn)業(yè)化過程中最難、耗時(shí)最多的一步。

而生物系統(tǒng)自身就可以看做是一種“發(fā)酵罐”，食物在生物系統(tǒng)的消化系統(tǒng)中經(jīng)過生化反應(yīng)轉(zhuǎn)化為營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，用于自身的生長(zhǎng)發(fā)育，這也是昆蟲可作為一種生物反應(yīng)器的前提條件。

事實(shí)上，這一想法也已經(jīng)在合成生物學(xué)領(lǐng)域變成現(xiàn)實(shí)，成立于2019年的Proteinea公司，正在嘗試使用蒼蠅幼蟲作為微型生物反應(yīng)器，以替代傳統(tǒng)的不銹鋼發(fā)酵罐。

Proteinea認(rèn)為，基因編輯的蒼蠅幼蟲比不銹鋼生物反應(yīng)器更容易擴(kuò)大規(guī)模，因?yàn)閿?shù)百萬幼蟲體內(nèi)都在發(fā)生類似的生物過程，與培養(yǎng)工程細(xì)菌或細(xì)胞不同，幼蟲不需要嚴(yán)苛的發(fā)酵條件，不需要使用液體培養(yǎng)基。

目前，Proteinea有五個(gè)蛋白質(zhì)工程項(xiàng)目的生產(chǎn)平臺(tái)，側(cè)重于人類和動(dòng)物使用的抗體和疫苗生產(chǎn)。

昆蟲是否能成為下一代的合成生物學(xué)底盤生物？

業(yè)內(nèi)人士表示，“利用蒼蠅幼蟲作為生物反應(yīng)器的想法很有想象力，但還有一些問題需要深度探討，例如，雖然幼蟲飼養(yǎng)無需清潔環(huán)境，但其生產(chǎn)的產(chǎn)品是用于人類使用的，需要無菌條件，Proteinea沒有公布太多技術(shù)細(xì)節(jié)，目前也無法判斷其具體的純化流程?！?/p>

“對(duì)于常規(guī)的合成生物學(xué)底盤細(xì)胞，人們可以通過基因線路的設(shè)計(jì)保證其嚴(yán)格的魯棒性，但如何保證數(shù)百萬蒼蠅幼蟲都具有穩(wěn)定的遺傳特性？如果某些個(gè)體產(chǎn)生突變，會(huì)不會(huì)產(chǎn)出一些對(duì)人類健康有害的物質(zhì)？”

目前來看，昆蟲生物反應(yīng)器足夠有噱頭，但我們也無法肯定其適用性，而現(xiàn)在最安全地使用昆蟲的方法可能還是“吃掉它們”。