周末一纸公告让我重新审视了安琪酵母这个公司，安琪酵母和森瑞斯成立了一家合资公司，将展开一系列基于合成生物学的工作。长期以来安琪酵母在我印象里是一家业绩稳健的食品板块的公司，是国内乃至全球的酵母行业龙头，是A股当之无愧的核心资产。从小到大一直伴随着他熟悉的广告长大，而去年疫情期间随着全民在家蒸馒头拉动了安琪酵母的新一轮增长，曾经的传统行业龙头也成功实现了戴维斯双击，市值站上了500亿的新台阶。

那么安琪酵母为甚么要跟森瑞斯这家年轻的合成生物学公司合作？

答案可能出乎大家的意料，是生物合成大麻萜酚——让我不禁感慨这家食品行业的传统企业即将在工业大麻领域掀起腥风血雨。

一、合成生物学是二十一世纪的新兴科学

合成生物学是一门日益火爆的新兴学科，它的研究方向众多，主要分为以下类别：基因编辑领域、基因组工程领域、蛋白质设计领域、非天然领域、基因线路设计领域、定向进化领域、细胞工厂及疗法领域、生物数据领域等。其中以构建代谢途径合成特定产物的细胞工厂在工业上的应用最多。Demetrix便是这样一家“发酵公司”，它成立于2015年1月1日，总部位于加利福尼亚州伯克利。Demetrix致力于使大自然中稀有的成分产业化，从而带来更健康，更幸福的生活。该公司通过整合大麻植物和其它物种的代谢通路到酵母，利用发酵技术，加速大麻素生产。Demetrix公司将生物技术与人类最古老可靠的生产工艺之一（发酵）结合在了一起。利用计算、自动化和基因编辑(合成生物学相关技术)方面的技术，将基因放入酵母中，使其发酵出罕见的大麻素。通过人为控制的发酵技术，使得产品具有纯度高、所用原料更少、生产所需时间更短、产品一致性强等优点。

二、大麻素全球市场规模预计2029年将达1000亿美元

人们最常提及的大麻素有两种，分别是具有精神活性的THC和不有具有精神活性的CBD。CBD也有多种药用价值：CBD通过CB1受体和CB2受体药理机制可产生止痛抗炎的作用；CBD对人类大脑中的GABA神经递质有镇静效果，抑制大脑中枢的兴奋性来达到抗癫痫的作用；抗焦虑：CBD可将内源性大麻素维持在一个合理的水平帮助抑郁症病人降低焦虑情绪，且不具有成瘾性；除此之外，CBD可阻断某些多酚对人体神经系统的不利影响，并且具有阻断乳腺癌转移、抗类风湿关节炎、抗失眠等一系列生理活性功能。

CBG（Cannabigerol，大麻萜酚），则是合成所有其他大麻素的前体。CBG在大多数大麻植物中都以微量存在，常见株种中含量不到1%，价格高达16000-20000美元每公斤，因此被誉为大麻素中的爱马仕。CBG在药理方面是一种不具有精神活性的大麻素，因其广泛的抗菌、抗微生物和抗炎特性而备受关注。

从市场的角度来看，大麻素的有趣之处在于，它既是一种高价值产品，也是一种高产量产品。它既用于医药等健康产品，也用于护肤品等美容产品。大麻素的全球市场价值预计到2029年将达到1000亿美元。

三、森瑞斯生物——打造“天然药物”自动化细胞工厂

此次与安琪酵母合资的公司森瑞斯生物是一家从事合成生物学领域研发及生产的高新科技公司。其主要以微生物为细胞工厂，借助工程科学概念，通过基因组合成、基因调控网络及信号转导通路的逻辑性设计和定向进化，人工创造具有功能的新途径或新型酶，生产各种活性成分产品。创始人是罗小舟研究员。他2010 年毕业于南洋理工大学，2016 年取得美国斯克里普斯研究所的化学博士学位，导师是 Peter G. Schultz 院士。在随后的加州大学伯克利分校博士后研究期间，罗小舟成功打通了大麻素的生物全合成通路并登上 Nature，合作导师为合成生物学先驱 Jay Keasling 院士。目前，在学术研究的开展与产业技术的转化上，罗小舟研究员以合成生物学的元件工程为基础，交叉融合了机器学习与自动化，围绕的主线方向是 “天然产物及其非天然类似物的生物合成”。

天然产物，指的是可以从自然界中动植物等身上提取出的分子，最典型的就是青蒿素和大麻素；当这些天然分子经过一些修饰，就能成为在自然界中找不到的非天然的衍生物。提及用微生物合成的天然产物，“青蒿素” 便是一个绕不开的话题。2004 年，在盖茨基金会赞助下，Jay Keasling 教授和合成生物学公司 Amyris 合作，一同攻关青蒿素在微生物中合成路径。经过了近十年的努力，项目终于在 2013 年取得了重大的突破：成功实现了青蒿素的半合成工艺。该半合成工艺先通过酵母发酵生成青蒿素前体青蒿酸，之后再通过化学反应最终获得青蒿素。而在构建微生物合成那一步背后的技术，正是合成生物学。青蒿素半合成工艺的出现，解决了传统植物提取青蒿素中所存在的来源少、周期长、过程复杂以及成本高等各种问题。虽然这一进展并非完全通过微生物合成，但是已然是合成生物学在天然产物研究上的经典范例，成功登上了当时的 Nature 并实现了产业化。

                青蒿素合成方法：a.微生物发酵路径；b.化学合成路径。

目前，罗小舟课题组聚焦的方面有两个：链霉菌的自动化和酵母的自动化。基于合成所在建的大设施，目前已经实现了事先在电脑上设计好菌株，然后在轻微人工干预下，自动化设施便能将其构建出来。这其中，机器学习是技术、元件工程是目标、自动化是手段。比如使用自动化设施进行酶的定向进化，这个过程中会产生一堆大数据，然后通过机器学习使用这些大数据，又能进一步提高酶的进化效率。元件工程、机器学习与自动化相辅相成，共同建构起的研究体系在推动着实验室在 “天然产物及其非天然衍生物” 上的研究。

四、合成生物学给天使插上了腾飞的翅膀

因合成生物学前景巨大，赛道火热，近几年在该领域已经跑出好几家表现亮眼的独角兽，一如Zymergen和Ginkgo Bioworks，吸引了投资人的大部分注意力。其实该领域的上市鼻祖是Amyris。虽然股价依然没有恢复到当年的高位，如今却也成长为在清洁美容、化工材料领域颇有影响力的法尼烯和长链碳氢化合物生产商，原料供应超过3000种全球品牌的产品，覆盖超过2亿消费者。对于合成生物学公司，筛选并发现能够高效产生所需产物的酵母菌株是其所长，然而大规模工业化扩产则非常困难。像Amyris，10多年来，尽管Amyris一直努力寻求产品上的突破力图追回往日的辉煌，但囿于产品结构和产能提升速度上的一系列挑战，Amyris始终没有获取令投资者眼前一亮的突破性进展。

此次森瑞斯和安琪酵母联姻算是天作之合，安琪酵母是全球最大的酵母生产企业，在酵母工艺开发与大规模工艺生产领域具备大量的know-how积累。我相信森瑞斯的合成生物学平台结合安琪酵母的工业化扩产能力将快速实现多款产品从实验室向工厂的产业化，并借助安琪的营销渠道未来进一步成功商业化。双方补齐了彼此的短板，就像天使重新拥有了飞翔的翅膀。（仔细想想二者的关系就像艾博之于沃森、华为之于小康）

巧合的是华东医药最近也提出来工业微生物的概念，华东医药也将利用自己积累多年的发酵能力进一步拓展自己的微生物发酵平台，生产更多的工业材料。不知道未来华东医药会和哪家合成生物学公司合作。也许不久的将来，我们会看到安琪酵母和华东医药的正面对决

我们期待属于合成生物学时代的到来！