合成生物技術(shù)被譽為“第三次生物科學(xué)革命”，在化妝品行業(yè)掀起熱潮。

2023年11月10日，在東方美谷國際化妝品大會上，華熙生物首席科學(xué)家郭學(xué)平博士帶來合成生物學(xué)主題演講。郭學(xué)平博士指出，合成生物技術(shù)“打開了從非生命物質(zhì)向生命物質(zhì)轉(zhuǎn)化的大門”，從而為化妝品原料發(fā)展帶來無限可能。

生物制造是必然趨勢

合成生物學(xué)在化妝品原料領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛。

傳統(tǒng)化妝品原料生產(chǎn)方式存在諸多局限性。如動物提取法涉及復(fù)雜分子結(jié)構(gòu)，植物提取法占用耕地、受季節(jié)性影響、存在農(nóng)藥和重金屬污染等問題，而化學(xué)合成法則面臨合成路徑長、條件復(fù)雜、產(chǎn)品得率低、環(huán)境污染大等挑戰(zhàn)。因此，生物制造成為滿足市場對高品質(zhì)、低成本、可持續(xù)產(chǎn)品需求的必然趨勢。

通過基因編輯和改造技術(shù)，合成生物學(xué)利用底盤細胞構(gòu)建新的生物系統(tǒng)，為化妝品原料生產(chǎn)提供全新解決方案。這一技術(shù)不僅規(guī)避了傳統(tǒng)提取方式的限制，更實現(xiàn)了原料的可持續(xù)生產(chǎn)。

例如，角鯊?fù)槭且环N優(yōu)質(zhì)的油脂，從深海鯊魚肝臟中提取制成。它非常穩(wěn)定且使用感受極佳，在護膚品中廣泛應(yīng)用。然而，傳統(tǒng)的角鯊?fù)閬碓从谒{鯨和鯊魚的肝臟，1噸角鯊?fù)樾枰?000條鯊魚，對鯊魚種群構(gòu)成威脅，而且成本高昂。因此，歐盟已禁止使用動物來源的角鯊?fù)樽鳛榛瘖y品原料。借助合成生物學(xué)技術(shù)，實驗室可生產(chǎn)出與天然角鯊烯完全相同的產(chǎn)品，既保護生態(tài)環(huán)境，又實現(xiàn)可持續(xù)生產(chǎn)。這使得角鯊烯這一優(yōu)質(zhì)成分得以在化妝品中繼續(xù)應(yīng)用，同時降低了生產(chǎn)成本，推動行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

合成生物學(xué)的兩種生產(chǎn)方式：體內(nèi)與體外

郭學(xué)平博士介紹，合成生物學(xué)分為體內(nèi)和體外兩種方式。體內(nèi)方式通過基因改造細胞或細菌來生產(chǎn)所需物質(zhì)，生產(chǎn)過程更可控和高效，常用于化妝品行業(yè)。底盤細胞的選擇是基因改造的關(guān)鍵，它應(yīng)具備生產(chǎn)所需物質(zhì)的代謝途徑和酶系統(tǒng)，并具有可操作性和可擴展性。目前華熙生物已經(jīng)通過此種方式成功生產(chǎn)出膠原蛋白、麥角硫因等原料。

體外方式則通過精確分子設(shè)計和組裝生產(chǎn)更復(fù)雜和精細的物質(zhì)，能更好地控制反應(yīng)條件和過程，提高產(chǎn)物質(zhì)量和產(chǎn)量，是合成生物學(xué)的重要應(yīng)用方向。體外方式需要多個酶和底物的參與，例如谷胱甘肽、熊果苷都是體外方式生產(chǎn)的。無論是體內(nèi)還是體外方式，合成生物學(xué)都為生產(chǎn)所需物質(zhì)提供了高效、精準(zhǔn)的方法。

合成生物助力化妝品原料創(chuàng)新升級

郭學(xué)平博士認為，合成生物學(xué)在化妝品原料生產(chǎn)中的優(yōu)勢不僅僅在于解決傳統(tǒng)方法的問題，更在于為化妝品行業(yè)帶來了前所未有的創(chuàng)新空間。

1.提高現(xiàn)有原料生產(chǎn)效率，降低成本；

2.生產(chǎn)現(xiàn)有技術(shù)難以生產(chǎn)的原料，如人乳寡糖；

3.發(fā)掘具有新性能的未知化妝品原料；

4.實現(xiàn)原料產(chǎn)品的個性化和定制化，滿足消費者對個性化、高效和環(huán)保產(chǎn)品的追求。

2020年諾貝爾化學(xué)獎授予CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)后，引發(fā)了全球合成生物學(xué)的熱潮。隨后的幾年里，合成生物學(xué)成為了一個備受關(guān)注的投資熱點。大量的資金開始涌入這個領(lǐng)域，推動著合成生物學(xué)研究的快速發(fā)展。媒體的炒作也起到了推波助瀾的作用，讓更多的人對基因編輯和合成生物學(xué)寄予了極高的期望。

郭學(xué)平博士認為，合成生物學(xué)并非一夜之間就能合成所有物質(zhì)的“魔法”。盡管基因編輯技術(shù)為合成生物學(xué)提供了強大的工具，但要實現(xiàn)各種復(fù)雜物質(zhì)的合成仍需要長期的研究和努力。科學(xué)的進步往往是循序漸進的，我們需要理性看待合成生物學(xué)的潛力和局限性。

生產(chǎn)成本、產(chǎn)量規(guī)模以及產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性等方面仍需進一步研究和改進。為此，華熙生物建立了全球最大的中試轉(zhuǎn)化平臺，并與國內(nèi)外20多家知名科研院校就合成生物開展研發(fā)共創(chuàng)，能夠快速實現(xiàn)各種物質(zhì)的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化。

相信這些挑戰(zhàn)將被逐步克服，合成生物學(xué)將逐漸走出學(xué)術(shù)的“象牙塔”，成為化妝品原料發(fā)展的重要引擎，真正應(yīng)用于人類的健康、美麗、快樂，為化妝品行業(yè)帶來更加可持續(xù)的未來。