久久久久久久久久免免费精品,日本精品不卡视频,久久国产精品-久久精品

文：薌靈

來源：生輝Agri Tech（ID：SciPhi_AgriTech）

很多與日常生活息息相關(guān)化學(xué)物質(zhì)最初都來自植物，例如皂苷、水楊酸、紫杉醇。

植物是強(qiáng)大的。從多細(xì)胞生命的早期開始，植物就合成了幾乎所有基礎(chǔ)營養(yǎng)素，創(chuàng)造并維持了地球上所有生命都嵌入其中的化學(xué)生態(tài)。

為了在多樣化且經(jīng)常具有挑戰(zhàn)性的環(huán)境生態(tài)位中生存，植物進(jìn)化出一系列化學(xué)物質(zhì)：有些協(xié)調(diào)植物體內(nèi)部代謝過程，有些幫助其與外界進(jìn)行通信。據(jù)估計(jì)，植物化學(xué)世界擁有數(shù)百萬種獨(dú)特的代謝物，動物和微生物相形見絀。此外，許多化合物是某些植物所獨(dú)有的。

然而，尚處于未知的形形色色的化合物可能很難識別；即使被發(fā)現(xiàn)，由于途徑知識的稀缺、天然來源的有限、缺乏合適的植物生產(chǎn)或無法通過化學(xué)途徑合成，它們?nèi)钥赡芪吹玫匠浞掷谩？偛课挥诿绹髂崽K達(dá)州羅斯維爾的Calyxt，Inc.（Nasdaq：CLXT），正在通過“基于植物的合成生物學(xué)”應(yīng)對這些挑戰(zhàn)。

Calyxt 成立于 2010 年，通過基因編輯對植物的代謝活動進(jìn)行工程設(shè)計(jì)，開始了其合成生物學(xué)之旅。Calyxt 最早的成就之一是開發(fā)了一種基因編輯大豆，與商品大豆油相比，其大豆油的油酸含量更高，而飽和脂肪酸含量更低，無反式脂肪酸，且保質(zhì)期更長，也更耐烹飪。

隨后幾年，Calyxt 為植物代謝設(shè)計(jì)建立了一個(gè)強(qiáng)大引擎：PlantSpring?。近日，該公司宣布，已與其第一個(gè)制造合作伙伴 Evologic 簽署了一項(xiàng)協(xié)議，以進(jìn)一步開發(fā)和擴(kuò)展該植物細(xì)胞基質(zhì)（Plant Cell Matrix，PCM）技術(shù)平臺。

該協(xié)議支持 Calyxt 持續(xù)地建設(shè)其基于植物的合成生物學(xué)。Evologic 參與開發(fā)基于其專有生物工藝平臺的技術(shù)，以生產(chǎn)獨(dú)特和可持續(xù)的生物產(chǎn)品。具體而言，Evologic 將推進(jìn) PCM? 衍生化合物的制造，隨后為商業(yè)生產(chǎn)進(jìn)行概念驗(yàn)證。

Calyxt 的 PCM? 技術(shù)進(jìn)一步增強(qiáng)了 PlantSpring? 平臺。PCM? 利用多種細(xì)胞類型，維持可轉(zhuǎn)化且快速生長的植物器官培養(yǎng)。培養(yǎng)物包含植物毛狀根，并且能夠?qū)Υx擾動進(jìn)行原型設(shè)計(jì)。

鑒于其轉(zhuǎn)化效率和生產(chǎn)力，PCM 系統(tǒng)可以通過各種方式調(diào)節(jié)基因表達(dá)，包括轉(zhuǎn)基因方法、基因沉默、基因激活和基因組編輯。因此，PCM 系統(tǒng)使 Calyxt 能夠在幾個(gè)月內(nèi)設(shè)計(jì)、編輯和發(fā)現(xiàn)植物代謝途徑——這項(xiàng)工作在以前通常需要多年田間測試。Calyxt 發(fā)現(xiàn)，PCM 系統(tǒng)不僅可用于測試遺傳假設(shè)，還可用于生產(chǎn)化妝品、營養(yǎng)保健品和制藥等行業(yè)所需的植物代謝物。

▲圖 | PCM? 培養(yǎng)過程（來源：[3]）

植物從共同祖先進(jìn)化而來的 DNA 具有內(nèi)在的相關(guān)性。這種相關(guān)性也意味著由 DNA 產(chǎn)生的化學(xué)物質(zhì)也具有共同的前體。因此，如果能了解一種植物中存在的代謝途徑以及這些途徑的潛在 DNA，就可以利用這些知識在不同的植物中產(chǎn)生這些化學(xué)物質(zhì)。

在大約 40 萬種已知的植物中，只有大約 800 種的基因組進(jìn)行了測序，這個(gè)數(shù)字正在擴(kuò)大；與此同時(shí)，Calyxt 正在進(jìn)行戰(zhàn)略基因組測序，以闡明高價(jià)值化合物的代謝途徑。

PlantSpring 平臺將公共和專有基因組資源工具與人工智能/機(jī)器學(xué)習(xí)（AI / ML）相結(jié)合，以構(gòu)建預(yù)測模型，闡明整個(gè)植物王國的通路知識。為解決訪問植物代謝物多樣性的局限性，Calyxt 正在通過 PlantSpring 平臺開發(fā)一個(gè)可以預(yù)測完成非特征生物合成途徑的生態(tài)系統(tǒng)。

解決采購稀有植物材料的困難的關(guān)鍵是推進(jìn) PCM 系統(tǒng)，用于快速的代謝工程原型設(shè)計(jì)。不同植物物種 PCM 系統(tǒng)的生長速率存在很大差異。具體來說，大麻是迄今為止測量到的生長最快的毛狀根之一。

▲圖 | Calyxt 基于大麻的 PCM? 系統(tǒng)（hemp）是生長最快的毛狀根之一，尺寸增加一倍（藍(lán)色）需要 1.4 天，增加 20 倍（橙色）需要 14 天（來源：[3]）

除了生物量積累之外，PCM 系統(tǒng)還開辟了從未開發(fā)和/或?yàn)l危植物復(fù)制生物合成途徑的可能性。例如，大麻產(chǎn)生一套豐富的前體化學(xué)物質(zhì)可以修飾以產(chǎn)生復(fù)雜和物種特異性的次級代謝物。這樣便逾越了地理的限制，可以生產(chǎn)非本地植物的化合物。

挖掘植物化學(xué)潛力的最后一個(gè)限制是缺乏合適的大規(guī)模生產(chǎn)系統(tǒng)。目前，大多數(shù)基于植物的生物質(zhì)生產(chǎn)來自大田作物。獲取生物分子往往只能基于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有限的物種及其天然的代謝。而 PCM 設(shè)計(jì)和工程可以實(shí)現(xiàn)定制的生物分子生產(chǎn)，PCM 的生長速度則預(yù)示著生物生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大。

Calyxt 不僅能夠設(shè)計(jì) PCM 的 DNA，還能創(chuàng)建一個(gè)讓 PCM 系統(tǒng)在生物反應(yīng)器中生長的系統(tǒng) BioFactory?。生物反應(yīng)器是封閉的受控環(huán)境，可以垂直化地在任何地方全年種植，單位面積的生產(chǎn)效率大大提高。

▲圖 | 單位面積根系生物量產(chǎn)量的估算（從田間到 Calyxt 生物工廠 PCM? 的比較）（來源：[3]）

通過將化學(xué)知識與深厚的代謝途徑知識和工程 PCM 系統(tǒng)相結(jié)合，Calyxt 探究以前無法接觸到的植物化學(xué)物質(zhì)，解鎖其豐富性，努力發(fā)展社會與植物的關(guān)系。

Calyxt 總裁兼首席執(zhí)行官 Michael A. Carr 表示：“這項(xiàng)協(xié)議是我們加速擴(kuò)大規(guī)模的一個(gè)重要里程碑，它將使我們能夠應(yīng)對在藥妝、營養(yǎng)保健品和藥品的目標(biāo)市場中，人們對植物性解決方案日益增長的興趣。”

“自成立以來，我們一直大力支持該行業(yè)將基于科學(xué)的生物成分轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)上可行的工業(yè)規(guī)模產(chǎn)品。”Evologic 首席執(zhí)行官兼聯(lián)合創(chuàng)始人 Wieland Reichelt 說。

參考資料：

1.https://www.cosmeticsandtoiletries.com/cosmetic-ingredients/natural-sustainable/news/22485187/calyxt-20754-calyxt-evologic-technologies-to-scale-up-sustainable-plantbased-ingredients

2.https://calyxt.com/

3.https://www.genengnews.com/resources/tutorial/synthetic-biology-platform-unleashes-the-power-of-plants/

從大麻的毛狀根到瀕危植物：美國合成生物學(xué)公司自建開發(fā)平臺，解鎖未知植物化合物

評論

最新評論

推薦專欄