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合成生物學被認為是能帶來底層變革的下一代技術
蘭宇軒和微構團隊從學以緻用到建物緻用
依靠中國科研力量做大下遊産業
讓中國從發酵大國走向發酵強國
“以生物造萬物”的合成生物學 (Synthetic Biology) 是近年來發展最為迅猛的新興前沿交叉學科之一。得益于基因組學與系統生物學奠定的技術基礎以及工程設計核心、數學工具的引入，合成生物學被認為是能帶來底層變革的下一代技術。
當下合成生物學多點開花，從新材料、生物醫藥到能源環保、火星移民等，囿于實驗室的研究成果正積極尋找落地場景。
一項技術落地帶來的便利，造福了終端消費者，但推進和落地過程中的曲折和艱辛，猶如負重前行人背上的沙粒，個中滋味隻有當局者體會。
25歲的蘭宇軒就是其中之一，他是微構工場聯合創始人兼CMO。走出象牙塔即創業下海，一年多的時間裡，從企業籌備、融資、科研轉化、建項、選址建廠到試産投産，挑戰一個接一個。
97年的清華學霸決定創業
2021年2月創辦的北京微構工場生物技術有限公司（以下簡稱：微構工場）專注于嗜鹽微生物的改造和工程化應用，是清華大學科技成果轉化成立的企業，也是緻力于制造生物材料和高值化合物的初創公司。公司基于“下一代工業生物技術”，建立了鹽單胞菌合成生物學改造的技術平台。
微構工場創始人、首席科學家是清華合成與系統生物學中心主任陳國強教授，也是國内合成生物領域的先鋒人物。
微構工場創始人、首席科學家陳國強教授
成立不久，微構工場便拿到紅杉種子領投的近5,000萬元天使輪融資。2022年1月，公司又完成2.5億元人民币A輪融資。合成生物締造了今年VC/PE圈難得熱鬧的一幕，且有趣的是，融資罕見地多集中在早期。這與行業發展脈動相符，也注定是一條艱難而又充滿魅力的征途。
可以說，蘭宇軒與陳國強教授以及微構工場團隊是一場學以緻用探索路上的風雲際會。《人民日報》在一篇對陳國強團隊的報道中這樣描述，“用37年把冷闆凳坐熱”、“在可降解的生物材料研發上摸索了37年的清華大學教授、合成與系統生物學中心主任陳國強，這次接近看到曙光了”。
從1994年回國開啟合成生物研究，到2003年開發PHA生産技術，2015年實驗室完成開放式發酵生産PHB和P34HB,再到量産測試；從5噸發酵罐量産到15噸，再到200噸，微構工場是陳教授産學研道路上的又一處腳印。
蘭宇軒是微構工場創始團隊中最年輕的一位。受家庭影響，蘭宇軒很早就對生命科學産生興趣，聯考後順理成章報考了清華大學的生命科學學院，最終以年級前三的成績畢業。
彼時在蘭宇軒心裡，生命科學是一門很酷的學科，但進入大學後他發現，很多研究距離真正的産業化相去甚遠，并不能對現實産生直接影響。當時陳國強教授恰好一直在緻力于産業落地，于是他找到陳老師，其大學論文也與教授的研究相關。
大學畢業後，蘭宇軒遠赴加州大學伯克利分校深造。因為清楚自己的訴求，是以在伯克利時，他一半的課程是偏應用化的生物工程，另一半課程則是哈斯商學院的創業管理。
在伯克利，他看到很多學術研發能很快落地，但國内好的研究隻能止步于實驗室。他意識到，國内生命科學賽道不缺人才，但能夠把基礎科學與産業連接配接的人才十分稀缺。
于是，碩士畢業後，當他收到陳國強教授的創業邀請時，一切都發生得自然而然。2021年微構工廠落地時，他還沒滿24周歲。蘭宇軒在團隊的定位是負責産品、市場和商務合作的事務。
用合成生物重構綠色未來
“合成生物技術此前一直停留在實驗室階段，如今開始産業化，速度比想象中快得多，機會也更多。”蘭宇軒說，“現在的PHA行業正處于市場導入期，是一片藍海。但對下遊的開拓能力，場景落地能力特别重要。”基于上述了解，蘭宇軒要迅速帶領團隊找到落地的場景，并根據需求和研發團隊一起制造出合适的産品。
微構工場目前商業化的賽道是PHA（聚羟基脂肪酸酯），它是替代石油基塑膠的王牌選手，典型的應用案例是海洋可降解PHA塑膠。全世界每年流入海洋的塑膠垃圾達800萬噸，每平方千米海域中漂浮的塑膠垃圾約為1.8萬個。
PHA，圖源：微構工場
該材料制作的可降解塑膠進入海洋後，可被自然環境中的微生物作為營養物質快速代謝，實作生物降解，時間1-5年不等，相比普通塑膠動辄數百年的降解周期大大加速。
加上中國的“雙碳”戰略，PHA成為關注的焦點。但現階段，PHA仍處于市場起步階段，工藝複雜、成本過高以及污染問題是制約PHA大規模推廣及應用原因之一。
這也是擺在微構工場團隊面前且需要挑戰的難題。從産業鍊角度，PHA的最上遊是菌株，然後通過基因編輯技術改造菌株，接下來是發酵實驗，然後規模化量産，得到最終的粉料。最後根據應用場景不同加工成粒料。
蘭宇軒表示，以往對材料的改變隻能是一定程度的修飾，但合成生物是具備改變的能力，“如果不知道我們的菌株能改變到什麼程度，我們就可能淪為一個普通的制造企業。”
微構工場已經有多種PHA産品實作産業化，并且開發出了PHA三聚物P34HBHV，具有透明性好、不老化的特性。
2021年年中，微構完成全世界最大規模的PHA發酵罐量産試驗，200立方米的罐體差不多有4層樓高。“我們一直在做量産能力的驗證。”蘭宇軒說。微構工場在北京順義年産1,000噸的工廠已經在試運作，很快能夠投産。此前，全球第二大酵母公司——安琪酵母與微構工場合作在湖北宜昌推進年産萬噸PHA生産基地項目。
PHA有上百種結構，令其具有材料多變性、非線性光學性能、壓電性能、氣體阻隔性能、熱塑性等特質。作為熱加工材料，PHA可作為環保塑膠用于包裝；生物可降解性和生物相容性使它們成為醫學和治療應用的生物植入材料。PHA的潛在治療應用包括醫療植入物，如心髒瓣膜組織工程、血管組織工程、骨組織工程、軟骨組織工程、神經導管組織工程，藥物輸送載體基質，切口縫合、修複裝置、修複補片、吊索、心血管補片等。
微構工場也在擴充新品，如新的二聚物、三聚體和四聚物PHA産品，醫藥中間體四氫嘧啶、尼龍56前體戊二胺等，可進行化學修飾使其具有熒光或帶有一些其他功能基團的不飽和PHA産品，以滿足特殊的應用場景如醫療和美容。
合成化學改變了我們的世界，也給人類帶來嚴重的環境污染。合成化學隻制造出了一部分材料，酶卻可以讓生物制造更多的潛在材料。合成生物可以通過各種酶的組合來制造以前并不存在的材料，重構一個新的綠色未來。
連接配接科學和産業，建物緻用
從學以緻用到建物緻用，蘭宇軒和微構工場的使命迎來新的挑戰。圍繞“落地場景”，微構工場做了扁平化構架，提高效率。“我們的技術導向性非常強。事實上，具體的項目需求對應的是終端性能，也即粒料的性能。粒料的性能最終需要倒推到最上遊——菌株。隻有對菌株了解，才好做後續的改造。是以這要求我們的産品和市場團隊必須有強的科技背景，也需要對客戶的需求精準的用技術語言傳導給研發團隊。”
據了解，依托微構“下一代工業生物技術”平台，菌株已連續疊代至20代，随着研發的深入，不斷推陳出新的新一代菌株可以利用不少廢棄碳源進行生産，如稭稈水解液、餐廚處理産物、廢甘油、糖蜜、乙酸等，實作“不與人争糧”。
如今，微構工場已經與十幾家世界500強建立了聯系，逐漸開展下遊産品研發，這也是産業化跑通以後，微構工場下一個亟待突破的難點。因為一個材料越新，找到下遊應用場景越重要。
此外，PHA産業鍊決定了公司員工年齡跨度，需要經驗的生産和工程部門員工可能是70後，一些環節需要資曆深的人來主導，但市場部則需要既對行業有所了解，思維活躍，又具備比較強的執行力的年輕人。
蘭宇軒的了解是，産業鍊條一旦長起來，且每個點都存在創新突破的時候，管理模式就得變化，必須要激發員工的自主性，讓他感覺自己被激勵、與公司利益緊密綁定。他認為一個開放的溝通更有利于當下公司的發展。他不排斥争論和分歧，“團隊中有些人的能力比我強，我很開心。”
“大陸有龐大的科研力量，未來3-5年時間，很多優秀的成果将逐漸走出實驗室。但這些科研工作者，精力更多放在研發。工程化經驗相對欠缺。而下遊，我們已經是生産大國。如果我們能夠背靠中國龐大的科研力量，将下遊端的産能做大，二者結合就會産生強大勢能，我們就能從發酵大國真正走向發酵強國。”蘭宇軒興奮地說。
他認為，現階段還是應該花功夫夯實單品。如果企業的邏輯隻是降本增效的替代，那麼對人才和團隊的需求就會有不同。一個全新的材料落地前，客戶和我們雙方之間是處于模糊地帶。隻有經過多次的碰撞才讓模糊變得清晰。技術背景的市場化團隊要迅速将模糊場景清晰化，工程團隊能根據需求做設計，轉化和生産，這樣才能打通各種各樣的下遊場景。當下，蘭宇軒最希望做的事是實作穩定正向的現金流，在充滿挑戰的經濟形勢裡更長期地活下去。
工作之餘，蘭宇軒是魔術發燒友，連帶也喜歡研究心理學。大學期間第二學士學位就是心理學。
科幻小說作家亞瑟·克拉克 (Arthur C. Clarke) 曾說過：“任何足夠先進的技術都等同于魔術。”
在創業路上，蘭宇軒終于找到兩者的平衡。微小建構世界，建物以緻用。■
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