2021年，史上最严“限塑令”正式在全国推行，一次性不可降解塑料吸管、不可降解塑料包装等均被明确禁止使用。餐饮行业急需一种替代石油基塑料的解决方案。

塑料吸管不环保，纸吸管体验不好，年轻人苦于找一款能完美喝奶茶的吸管久矣。

PHA+CRISPR

这几年，从茶饮店就能感受到可降解塑料市场的节奏开始变快，新材料每隔一段时间就会出现在茶饮店，其中，用合成生物方法制成的PHA（聚羟基脂肪酸酯）吸管就引起了产业的注意。

不同于石油基塑料，PHA相当于微生物身体里的脂肪，在微生物细胞里担当着储能物质的角色，其代谢产物是人体、动物体内天然存在的，用它制成的塑料吸管，使用感和石油基塑料吸管无异，还避免了回收中的再处理工作，可以直接在土壤、海洋等自然环境下被微生物完全分解掉。

微构工场PHA产品

工业生产上，PHA的原材料采用的是纯天然的葡萄糖，生物来源、生物聚合的合成方式使PHA在生产过程中碳排放量非常低，但由于之前的生产成本过高，PHA虽然早就被发现，却一直没能被推向产业化。2013年CRISPR基因编辑系统的出现，使制作PHA的成本和周期都降了下来，成了PHA产业化的加速器。

微构工场就是这样一家做合成生物的企业，它的出现和CRISPR基因编辑系统的发现不无关系。

微构工场

微构工场成立于2021年2月，是一家拥有世界领先技术的合成生物企业，致力于用微生物技术给人们带去绿色生活。成立仅半年后，就完成了近 5000 万元人民币的天使轮融资，今年1月，又完成了2.5亿元人民币的A轮融资，投资方有混改基金、国中资本、红杉中国、SEE FUND（无限基金）、GRC SinoGreen Fund（富华资本）等知名投资机构。

微构工场创始人兼首席科学家陈国强教授于1989年博士毕业于奥地利格拉茨工业大学，后在英国诺丁汉大学和加拿大阿尔伯达大学读博士后，1994年任清华大学副教授，三年后升任教授，2015年至今任清华大学合成与系统生物学中心主任。在嗜盐菌改造、PHA合成及应用方面发表SCI论文370余篇。

近些年，陈国强意识到到技术产业化的重要性，希望把PHA技术落地到更多场景，于是，陈国强带着自己在合成生物领域30年的经历和半年的筹备工作，于2021年正式创立了微构工场。

微构工场联合创始人、副总裁兰宇轩则是本科毕业于清华大学，师从陈国强教授，期间在斯坦福大学做过访问学者，硕士毕业于加利福利亚大学伯克利分校。他一直对合成生物技术的产业化感兴趣，希望将实验室里的东西落在生产线上，输送到生活场景里。

清华教授用「微生物」做塑料，合成生物如何打造“绿色生活”？

微构工场核心产品与应用

LS21嗜盐菌

在研发生产PHA的这条路上，无论是生产工艺还是产业化落地，选对了底层细胞，即菌种，就成功了一半。对Halomonas TD01和LS21 嗜盐菌的利用，便是微构工场在PHA研发生产方向上的一次跃升。

LS21嗜盐菌生长在新疆艾丁湖，是中国陆地的最低点，蒸发量比降水量高几千倍。这样酷热、干燥的环境造就了嗜盐菌的特性，使其能够在几乎没有水、盐浓度超过200克每升、昼夜极端温差接近100度的环境下生存。

由于在这种极端环境下也能快速生长，嗜盐菌可以避免杂菌的污染。而传统发酵过程中，空气中的其他细菌可能会进入到生产选用的细菌体系里，影响细菌的生长。

微构工场使用的嗜盐菌，其“不染菌”的特性可以免去生产PHA过程中高温灭菌的步骤，节省了之前灭菌所需要的精密设备，因此，设备、人工等成本均被降低，缩短了生产工序，节省了生产周期，使PHA在进入市场时，价格上具有一定优势。

今年年初，微构工场已经在北京顺义中德产业园建设年产千吨的PHA智能示范线和合成生物基地，与此同时，微构工场利用合成生物学技术，生产大宗化工品，以更加可持续的方式替代原来采用化工法生产的产品。

清华教授用「微生物」做塑料，合成生物如何打造“绿色生活”？

微构工场在中德产业园的展厅

以四氢嘧啶为例，它有着长效保湿、抗氧化（预防衰老、改善皱纹）、防止紫外线伤害，是一种高端化妆品和医疗用药的核心成分。由于尚无化学合成方法，此类化妆品生产成本一直居高不下，而微构工场的技术突破，使得四氢嘧啶的成本和周期都迎来了下降。

有趣的应用

目前，微构工场的合作伙伴包括诺维信、美团，以及一些世界500强企业。

2021年3月，微构工场和诺维信合作开启餐厨合成PHA研发，将利用诺维信丰富的酶制剂资源，推动PHA产业化。而和美团这一项目达成的合作主要将致力于推动PHA材料应用于一次性吸管和一次性餐盒等被大量应用的外卖包装场景。

除此之外，合成生物还有很多有趣的应用。

兰宇轩介绍，PHA可以制成衣物，穿在身上；又可以做成生物医用高分子微球，植入体内靶向给药，将药物运送到特定的受药部位，再将其慢慢释放出来而达到治疗效果。

在农业领域，PHA制成的完全可降解的绿色材料农膜还可以应用在广大的农田中，相关产品还可以作为饲料给动物食用。不仅如此，合成生物学方法还可以制造出我们常说的“人造肉”，以及保健饮料。

清华教授用「微生物」做塑料，合成生物如何打造“绿色生活”？

PHA医用微球

根据兰宇轩表述，微构工场的合成生物技术可广泛应用于医疗器械、化妆美容、精密仪器、宇宙航天以及绿色制造领域。相关产品包括人造血管、化妆品、高新技术材料、功能饮料、可降解材料，也包括骨再生、神经引导导管等医疗用品。

未来微构工场还会进一步降低材料成本，和合作方一起继续探索PHA材料的应用方向。但降低成本仅仅是其中一环，微构工场向创业邦表示，其梦想是“微小改变世界，构筑绿色未来”，PHA也只是微构工场第一个实现商业化的产品，未来团队将依托合成生物学平台，推出更多丰富的产品，为建设更加绿色的世界献一份力，目前相关的合作已经在进程中。

如何突破大规模量产？

首先得明确一下基因工程、代谢工程与合成生物学这些概念，基因工程一般是对一两个基因进行表达优化，代谢工程是对整条代谢通路进行优化表达，基因工程是点，代谢工程是线，合成生物学则是面，对多个方向进行修改、优化，当然在面这个层面，修改的东西就多了。

构建-测试-学习-再设计环节，是用合成生物学的方法在做，但最终需要通过发酵来大规模制造，不管终端产品是人造肉、药物，还是化工品、护肤品，做这些小分子都需要通过发酵，在大规模制造的过程中就遇到了工艺放大的问题。

以前业界喜欢用大肠杆菌、罗氏杆菌、芽孢杆菌等容易操作的底盘菌去做，但在工艺放大的过程中，经常会遇到染菌问题。比如哪里漏了，或者过滤出了问题，外面的菌种就会进来，污染整个体系，最终导致转化效率下降，甚至不得不倒罐。

用一个新的底盘细胞——嗜盐菌。嗜盐菌本身也需要做很多表达系统的改造，它的优点是在大规模发酵时不会染菌。有了这个底盘菌，加上合成生物学的技术迭代，后续的其他环节会更加顺利，这是非常重要的前提保证。

在学术界，很多突破是在上游，例如菌种设计和筛选。而对于发酵工艺环节，没有获得足够重视。对于产业界，能否量产决定生死。发酵做不好，菌种再好最终还是会失败。

菌株筛选是在很小规模的培养试管或平板里做，但量产就需要放大，从几升放大到几千升、几万升，再到几十万升，所以必须得踏踏实实做，一步一步来，没有捷径可走。

来源：快鲤鱼，经纬创投，35斗