被Zymergen收购，一天内搜索数十亿工程细胞，enEvolv如何革新生物制造？
近年来，随着合成生物学、基因编辑技术如CRISPR/Cas9以及其他高通量自动化筛选技术的快速发展，工业微生物领域的研究取得了显著进展。这些技术的应用不仅加速了菌株的选育和改造过程，还提高了工业微生物的生产性能，使其在生物制造、医药、食品、化工等领域发挥着越来越重要的作用。
尽管行业发展迅速、市场潜力巨大，但该领域也面临着一系列挑战，包括基因编辑技术的局限性、代谢途径设计的复杂性、基因表达调控的效率瓶颈、高通量筛选技术，以及微生物“生命暗物质”的激活难题，都是该领域亟待突破的关键点。
首先，基因编辑技术的局限性在某些工业微生物中表现得尤为明显，例如谷氨酸棒杆菌的细胞壁结构复杂性，极大地影响了外源DNA的转化和遗传改造效率。其次，代谢途径设计与重构的复杂性要求研究者不仅依赖经验，更迫切需要高精度的数字细胞模型来提供精准的设计蓝图。此外，尽管基因表达调控技术不断进步，但在实现多基因同时表达调控方面，现有方法的效率和通量仍显不足。高通量筛选技术的不足限制了快速识别性能优异菌株的能力，而激活微生物“生命暗物质”——即大量在合成天然产物时沉默的基因，也是突破新天然产物发现瓶颈的关键所在。
面对这些挑战，合成生物学家们一直在探索创新性的解决方案。其中，enEvolv公司以其突破性的MAGE（Multiplex Automated Genome Engineering，多重自动化基因组工程）技术，为这一领域带来了革命性的创新。
MAGE技术通过高通量筛选和基因组工程技术，在染色体复制过程中引入人工合成的单链DNA，实现了基因组的多位点修饰，极大地提高了基因编辑的效率和通量。这一技术不仅克服了传统基因编辑技术的局限，还为微生物“生命暗物质”的激活提供了可能，推动了从实验室到工业应用的转化，为生物技术领域带来了前所未有的发展机遇。
技术源于哈佛实验室，
实现一天内搜索数十亿工程细胞
enEvolv成立于2011年，是一家位于美国的合成生物学公司，利用其专有的MAGE技术来开发和授权微生物，用于在包括特种化学品、食品、能源、个人护理和制药等多个行业中生产化学品、酶和小分子。
在enEvolv的创始团队中，最为知名的是George Church教授。George Church是哈佛大学医学院的遗传学教授，同时也是enEvolv的联合创始人之一。George Church教授在合成生物学和基因组学领域的研究具有深远影响，不仅参与了人类基因组计划，还发明了多种基因测序和编辑技术，包括CRISPR-Cas9。
在MAGE技术的研究基础上，Church教授在哈佛大学的实验室孵化出了enEvolv。enEvolv拥有哈佛实验室独家授权的多项基础专利，这些专利已成功应用于多个商业领域。
除了George Church之外，enEvolv的首席执行官Colin South和首席运营官Jay Konieczka也对公司的技术和产品发展有着重要的影响，共同推动了enEvolv在合成生物学领域的创新和发展。
enEvolv的MAGE技术是通过在染色体复制过程中引入人工合成的单链DNA，实现基因组的多位点修饰。该技术的优势在于能够同时对多个基因位点进行编辑，大大提高了基因组工程的效率，并且可以在短时间内产生大量的遗传变异，加速了生物的进化过程。
值得一提的是，MAGE技术也为解决微生物“生命暗物质”的激活难题提供了一种创新性的解决方案。微生物“生命暗物质”指的是在微生物合成天然产物过程中，大量处于“沉默”状态的合成基因，它们的产物尚未被充分利用。有效激活这些沉默基因是突破新天然产物发现瓶颈的关键。
enEvolv的技术平台以生物传感器为中心，能够在一天内搜索数十亿个单独的工程细胞，并以极高的灵敏度和特异性检测目标分子。这种超高通量筛选技术，允许enEvolv在极大范围内筛选并识别具有生产潜力的微生物菌株，从而激活那些沉默的基因，并促进新化合物的发现和生产。
此外，enEvolv的MAGE技术通过自动化的基因组编辑，为微生物菌株的改造提供了一个全新的平台。这一技术不仅提高了基因编辑的效率和通量，还加速了生物进化过程，有助于发现和开发具有药物潜力的新化合物，这对开发新型抗生素以及提高天然产物产量具有重要意义。
通过这种方式，enEvolv公司能够推动合成生物学在药物研发等领域的应用，为生物技术领域带来前所未有的发展机遇。
被Zymergen收购，
建立生物制造联合平台
综上所述，MAGE技术通过其高效、多位点的基因组编辑能力，在合成生物学领域提供了一种强大的工具，用于微生物的遗传改良和代谢途径的优化，推动了生物技术在多个行业中的应用。
然而，MAGE技术在实际应用中也面临着一些挑战。首先，这项技术目前主要在模式微生物中实现，对于非模式生物的应用可能需要进一步的开发和适配。其次，体内连续进化技术的成功实施很大程度上依赖于高效的筛选方法，如果没有有效的筛选方法，进化过程可能难以实现。此外，MAGE技术在实施过程中可能需要对突变率进行严格控制，以避免产生过多有害变异。最后，一些体内连续进化技术可能需要复杂的实验设备或条件，这可能限制了它们在某些研究或生产环境中的应用。
尽管存在这些挑战，MAGE技术以其在合成生物学和微生物工程领域的应用潜力，展现出了巨大的前景。通过不断的研究和技术创新，MAGE技术有望在未来的生物技术领域发挥更加重要的作用。
2020年3月19日，合成生物科技公司Zymergen宣布收购enEvolv，这一举措加速了Zymergen将革命性新产品推向市场的能力，并进一步推进了生物制造的速度和规模。
通过此次收购，Zymergen希望与enEvolv共同建立一个生物制造联合平台，加快生物制造领域的研发。Zymergen将利用enEvolv的超高通量技术，从数百万个细胞中筛选单个细胞，找到那些具有生物制造应用所需的基因和稀有特性的细胞。enEvolv表示，这一平台可以在一个月内完成当今30个高速机器历时2000年才能完成的工作。
对此，enEvolv联合创始人、哈佛医学院遗传学教授George Church表示，Zymergen团队已经破解了如何以经济有效和可扩展的方式将强大的新发现推向市场的难题。通过结合enEvolv和Zymergen的才能和能力，将加速产品和材料制造的转型。
Zymergen的CEO Joshua Hoffman则表示，收购enEvolv将加速Zymergen将革命性新产品推向市场的能力，并进一步推进生物制造的速度和规模。通过结合enEvolv的高通量筛选技术和Zymergen在工程、自动化和机器学习方面的优势，将大大增强Zymergen在各个行业中发现、设计和商业化生物制造材料的能力。
此外，enEvolv的加入为Zymergen在波士顿增加了一个办公地点，有助于与东海岸的合作伙伴更好地协作，并吸引来自新英格兰地区丰富的科学、技术和学术社区的人才。
据了解，在被Zymergen收购之前，enEvolv已经拥有607名员工，且在2021年底员工总数比2020年增长了40.2%。
未来，enEvolv将聚焦于技术创新、产品开发、商业应用扩展以及人才和资源的整合，以实现其在合成生物学领域的长远发展目标。同时公司也将加强与科学界和工业界的合作，以促进技术创新和人才培养。
*封面图片来源：123rf
如果您想对接文章中提到的项目，或您的项目想被动脉网报道，或者发布融资新闻，请与我们联系；也可加入动脉网行业社群，结交更多志同道合的好友。
声明：动脉网所刊载内容之知识产权为动脉网及相关权利人专属所有或持有。未经许可，禁止进行转载、摘编、复制及建立镜像等任何使用。