合成生物學的發(fā)展經歷了上世紀七十年代的簡單基因操作到目前復雜生物系統(tǒng)理性構建的過程?，F(xiàn)如今合成生物學的應用已經涵蓋生命科學、生物醫(yī)藥、生物能源、生物材料、生物食品等領域，為我們帶來無限的可能性。
在實驗室里許多的合成生物學項目，備受發(fā)酵企業(yè)青睞。甚至在政府與產業(yè)資金支持下，近幾年國內許多合成生物學新公司應運而生。但一項新技術從科研到成果落地的技術轉移又是一個漫長、復雜的過程，實驗室完成菌株設計后，如何與中試進行交接？合成生物學技術轉移中雙方確認指標需要注意些什么？筆者想談談自己的一些看法。
一、正確看待表觀轉化率的差異。發(fā)酵指標不是線性的，首先，小試搖瓶時菌濃較低其轉化率與放大時高密度發(fā)酵的表觀轉化率可能不一致；其次，小試時高濃度、高質量的蛋白胨、酵母粉等，影響表觀轉化率與真實轉化率的誤差；再次，從工藝層面，小試與放大時不同的發(fā)酵周期，也會導致表觀轉化率差異大。只有在放大工藝逐步調整穩(wěn)定后才能得到確定的轉化率指標；而刨除培養(yǎng)基與工藝的影響，小試時的表觀轉化率更多地可作為合成生物學前期DBTL過程中平行篩選時的一個指標而已。
本人接觸到的一個項目，放大時高密度發(fā)酵其菌濃比搖瓶的高很多，發(fā)酵周期也有延長，就有搖瓶不補糖而放大時需要補糖；導致放大時表觀轉化率比搖瓶最佳時的表觀轉化率低。經過很多分析，最后確認原因是，當糖消耗較低時酵母粉牛肉粉等影響表觀轉化率的計算。
二、一個菌株應該對應一套小試發(fā)酵工藝。技術轉移的過程也是發(fā)現(xiàn)與解決一些實際問題的過程，這期間可能涉及到菌株的重新構建。重新構建之后的菌株，應該對應一套新的小試發(fā)酵工藝，因為即使相同的底盤，相同的設計策略與框架，稍微變化一個基因，其影響是系統(tǒng)性的。利用分子層面的理論推導，與小試的快速反應實驗，對比其消耗與產量，生產曲線與產出效率特性，再次摸索出最佳的小試發(fā)酵工藝，再小試指導中試摸索。
本人接觸到一個項目，前期菌株發(fā)酵產物的能力也到可工業(yè)化水平，后期為了再提升產量，更換了菌株中的兩個基因。經過很多次摸索，即使是同一底盤菌株，但最佳工藝的溫控點就比原來的稍高，深究其原因是需要重新平衡關鍵酶活性與中間代謝物質及整體能量的平衡。其他如補料等控制也相應地不一樣了，到最后兩株菌株，各自對應不同的最佳發(fā)酵工藝。
三、提取收率應與菌株關聯(lián)。因為提取收率與工藝路線選擇關聯(lián)度大，而提取工藝路線選擇又與菌株特性及發(fā)酵液質量關聯(lián)度大，故此應先穩(wěn)定菌株與發(fā)酵工藝。一般小試時可摸索發(fā)酵液的物質成分，主產物與特定雜質的性質，分離可采用的初步路線。在菌株確定后，放大工藝逐步調整穩(wěn)定后，可再細化豐富其分離單元，完善工藝路線，制得合格產品后得出提取收率。
本人接觸到一個項目，一個菌株的產物純度較高，其提取的工藝就比較簡單，固液分離、萃取純化、蒸餾精餾即可，其收率也相應較高；另一個菌株的產物純度偏低，相類似物也較高，利用原先的路線得不到合格的樣品，需要再次考慮類似物的分離，其分離模塊就有所豐富，提取收率就隨著下降了。最終導致項目的整個計算模型也有變化。
綜上，合成生物學技術轉移中雙方確認指標時，需正確看待表觀轉化率的差異；一個菌株應該對應一套小試發(fā)酵工藝；提取收率應與菌株關聯(lián)。
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