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微生物|生物工程师的致富之路：微生物细胞工厂打造指南


文章来自“科学大院”公众号
作者：李辉
开篇词：
放线菌能产生抗生素 ， 酿酒酵母能酿出美酒、藻类还能生产被誉为脑黄金的DHA……小小的微生物 ， 能够生产出各种各样化合物 ， 变成人类社会中的健康守护者（药品）、能量之源（燃料）、情绪催化剂（酒精）……而如果有了生物工程师的介入 ， 微生物可以变得更强 ， “变身”成“细胞工厂” ， 为人类谋求更大的福利 。先进的微生物细胞工厂 ， 可以让人类获得更加廉价的化学品 。 而工程师的技术越先进 ， 某种程度上代表国家在生物技术领域的竞争力越强 。那么 ， 工程师是如何打造微生物细胞工厂呢？各个环节会使用到哪些新技术？现在真的已经有这样的细胞工厂了吗？大院er和生物工程师们推出了微生物“智”造专题 ， 我们将为你讲述这些“工厂”里的故事 。
中国科学院有一位“亿元教授” ， 在国外完成学业后回国组建实验室 。 他开发出一种比较先进的能够产L-丙氨酸的“工厂” 。 技术转让后 ， 企业迅速凭借他打造的“工厂”打败诸多跨国大企业 ， 将自己的市场占有率从18%提高到80% ， 也带动形成一个全新的产业链 。 而随着企业的上市 ， 这位老师也顺利跨入了“亿元教授”俱乐部 。 同时 ， 从生产者到消费者 ， 很多人也因为这个工厂而受益（对此感兴趣的小伙伴可以搜索第一条参考文献~） 。
上面说到的“工厂”是啥？
区别于我们一般认知中的工厂 ， 这类“工厂”它其貌不扬 ， 没有大烟囱 ， 也没有机械化的流水线 ， “占地”仅仅在零点几到几百微米之间 ， 但是它们的产品却是千家万户生活中的必备之物 ， 谁拥有了建造这些工厂的先进技术 ， 谁就拥有了更强的造福社会的能力以及源源不断的财源 。
这里所说的“工厂”其实是微生物 。 微生物之所以能够被当作“细胞工厂” ， 一是因为它们能够产生各种各样对人类有益的化学品 ， 而这些化学品目前已被广泛应用到了包括食品、药品、农业及能源等众多领域 ， 二是因为存在一些可以被称作生物工程师的人 ， 这些人的工作就是去创造或强化微生物生产化学品的能力 ， 正是他们的存在 ， 才使得微生物对人类有益的特性能够被无限放大 ， 从而对人类社会产生实质性的影响 。
微生物|生物工程师的致富之路：微生物细胞工厂打造指南
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既然微生物细胞工厂这么多金 ， 那要靠它走上致富的道路需要经历什么呢？以下的这六个阶段是必经之路 。
01 第一阶段：利润和能力的匹配
建造微生物细胞工厂 ， 面对的第一个问题是用它产什么化合物？
单纯从赚钱策略的角度来看 ， 细胞工厂所产的化合物可以分为两类 。
一类是薄利多销型化合物 ， 又称作大宗化学品 ， 这类化学品的特点是结构简单、价格低廉并且社会和市场对它们存在巨大的需求 ， 比如能被用作燃料的乙醇和丁醇就是其中典型的例子 。
另一类是“一单回本”型化合物 ， 又称作精细化学品 ， 这类化学品结构复杂、价格昂贵 ， 且一般没有成熟的化学合成路线或合成成本太高 。 这类产品通常被应用于医药或者化妆品领域 ， 来源于马达加斯加长春花中的长春新碱就是一个典型的例子 ， 长春新碱是一种潜在的抗癌化疗药物 ， 从长春花中提取一盎司（28.3g）的量就需要一吨的长春花 ， 花费将近100万人民币 。
微生物|生物工程师的致富之路：微生物细胞工厂打造指南


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