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合成生物,真的会颠覆化妆品行业吗

来源:清洁 时间:2024/8/30
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合成生物,为何物?

Q:您对合成生物学的理解是什么?合成生物学与化妆品行业的关联与影响具体体现在哪些方面?

A:合成生物学可以追溯到70年代或者更早。在年被斯坦福有机化学和化学生物学教授EricKool重新定义为基于系统生物学的遗传工程,标志着这一现代学科正式出现。它的出现,让人类得以构建具备设计功能的工程基因线路。

不同于传统的生物合成(以天然菌株为主),它是通过工程化的思路,改造细胞使其为人类工作生产所需的物质。更形象的解释可将其类比计算机科学:自下而上,利用生物工程学的方法,将一系列基因组件设计、组合,像组装计算机一样一步步构建零部件、再拼装组合,最终制造出满足人类需求的生物体。

近年来,由于多门相关学科和技术的蓬勃发展,合成生物学已经发展成为是结合了基因工程、代谢工程、酶工程、发酵工程、化学工程、计算机科学以及大数据的一门多学科交叉的前沿应用科学。解决了传统单一学科,如基因工程,通量和效率低的问题,能够高效的构建优化工程菌株并结合生产发酵及后提取工艺快速推向生产。

化妆品行业中的多种成分,如活性物、表面活性剂、乳化剂、防腐剂等产品都可以利用合成生物学技术手段来生产。如美国行业龙头Amyris特有技术蔗糖发酵的角鲨烷,德国Evonik(赢创)用合成生物学手段实现在工业化规模生产的鼠李糖脂,华熙生物的玻尿酸、依克多因以及华恒生物的丙氨酸等。另一方面,很多取代传统化学合成的酶催化工艺,如果其中使用的酶的活性和效率得益于合成生物学手段对其的改善提高,我们也认为这是合成生物学给传统化妆品行业带来的新机会。

合成生物学的发展给化妆品行业的原料生产方式带来更多更新的选择。从上游原料,生产工艺,应用表现多方面多维度的来提高化妆品的可持续发展性能。随着技术的进步以及市场需求的释放,合成生物学,会逐步对整个行业带来深远的影响。

替代传统生产方式?有条件!

Q:有人说合成生物是一种生产方式的变革,那么您如何看待合成生物技术对化妆品产业的意义?是否会给整个行业带来颠覆?

A:随着终端消费者对绿色、纯净、可再生产品的青睐以及考虑到环境保护等社会责任,越来越多的化妆品公司承诺在一定时间点放弃石化基产品(如联合利华承诺在年后在其清洁产品中不使用石化基来源的成分),而合成生物学的技术和手段将为该目标提供强有力的助力。

化妆品原料的传统生产方式主要有三种,生物提取、化学合成以及传统的生物合成。不同的来源或制法对原料中存在的杂质、价格、安全性都有明显的影响。

生物提取局限是周期长、存在污染环境,产品质量不稳定的问题;化学合成存在合成路径长、条件复杂、产品得率低、环境污染大等问题;生物合成目前主要是以天然菌种的发酵为主,具备来源天然、生物活性高、安全性高、功效独特等优势,但同时也存在产品开发时间长,研发投入高的痛点。

而利用合成生物学通过革新传统生物研发的方式,大幅提高研发效率,缩短产品开发周期,降低投入成本,可以很好地应对这些挑战,同时也使某些新原料产业化成为可能。

比如美国Amyris角鲨烷的合成就是一个典型例子。角鲨烷亲肤性、渗透性好,能够辅助修复敏感肌,属于护肤品中的“明星成分”。传统的角鲨烷是从深海鲨鱼的肝脏中提取角鲨烯氢化后获得,只鲨鱼仅能提取出1吨,极大地破坏了生态平衡。出于对环境和动物保护主义,年鲨鱼角鲨烷在欧盟被禁止销售。人们开始接受成本更高的从植物如橄榄中,提取角鲨烷的做法。

但正如前文所述,生物提取存在着周期长,产品质量不稳定,因地而异的缺点。随着合成生物科技的进步,Amyris通过自己研发的特性酵母利用巴西甘蔗来大量稳定地合成角鲨烷,成为目前市场的主要供应渠道。

此外前文提到的德国Evonik赢创公司的鼠李糖脂,结构非常复杂,使用化学合成方法的工艺难度非常高。Evonik通过多年的比对,研选了一种基因改性的非致病性Pseudomonasputida单胞菌株作为发酵宿主,优化其发酵工艺条件和下游纯化工艺的设计,达成鼠李糖酯的生物合成和工业化生产。

合成生物学是未来生物科技的方向,能够驱动化妆品原料行业的创新及可持续发展。从长远来看,合成生物学会成为化妆品原料发展和创新的主要手段。而化妆品原料又是化妆品成品创新的源头,因此,合成生物学会给整个行业带来较大的影响,加快整个行业的创新。

目前行业巨头欧莱雅、资生堂、联合利华都开始涉及或者

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