CBG——大麻素中的爱马仕，Demetrix如何用发酵技术进行大规模生产？【合成生物学系列案例】
随着时代更替，更环保、更高效的新能源、新材料是我们发展和追求的趋势。近几年，合成生物这一学科应运而生，引领着第三次生物技术革命的发展。
合成生物学，是指按照一定的规律和已知的知识去设计和创造新的部件、装置和系统；重新设计已有的天然生物系统为人类的特殊目的服务。
合成生物学的研究方向众多，主要分为以下类别：基因编辑领域、基因组工程领域、蛋白质设计领域、非天然领域、基因线路设计领域、定向进化领域、细胞工厂及疗法领域、生物数据领域等。其中以构建代谢途径合成特定产物的细胞工厂在工业上的应用最多。
Demetrix便是这样一家“发酵公司”，它成立于2015年1月1日，总部位于加利福尼亚州伯克利。Demetrix致力于使大自然中稀有的成分产业化，从而带来更健康，更幸福的生活。该公司通过整合大麻植物和其它物种的代谢通路到酵母，利用发酵技术，加速大麻素生产。
图源Demetrix官网
Demetrix公司将生物技术与人类最古老可靠的生产工艺之一（发酵）结合在了一起。利用计算、自动化和基因编辑(合成生物学相关技术)方面的技术，将基因放入酵母中，使其发酵出罕见的大麻素。通过人为控制的发酵技术，使得产品具有纯度高、所用原料更少、生产所需时间更短、产品一致性强等优点。
大麻素全球市值预计2029年将达1000亿美元
人们最常提及的大麻素有两种，分别是具有精神活性的THC和不有具有精神活性的CBD。
THC天然存在于桑科植物大麻的雌花花蕊分泌的树脂，也可化学合成制得。它具有抗癌、抗菌、抗呕吐、利尿等药用价值。THC可以用来治疗创伤后应激障碍，神经性和慢性疼痛，失眠，关节炎，偏头痛，克罗恩病，纤维肌痛，阿尔茨海默氏病，青光眼，多动症，睡眠呼吸暂停等疾病。
CBD也有多种药用价值：CBD通过CB1受体和CB2受体药理机制可产生止痛抗炎的作用；CBD对人类大脑中的GABA神经递质有镇静效果，抑制大脑中枢的兴奋性来达到抗癫痫的作用；抗焦虑：CBD可将内源性大麻素维持在一个合理的水平帮助抑郁症病人降低焦虑情绪，且不具有成瘾性；除此之外，CBD可阻断某些多酚对人体神经系统的不利影响，并且具有阻断乳腺癌转移、抗类风湿关节炎、抗失眠等一系列生理活性功能。
CBG（Cannabigerol，大麻萜酚），则是合成所有其他大麻素的前体。CBG在大多数大麻植物中都以微量存在，常见株种中含量不到1%，价格高达16000-20000美元每公斤，因此被誉为大麻素中的爱马仕。CBG在药理方面是一种不具有精神活性的大麻素，因其广泛的抗菌、抗微生物和抗炎特性而备受关注。
图源CAS数据库
从科研角度来看，目前全球有多家企业都对CBG有深入研究。抗肿瘤生长研究发现，CBG可以抑制癌细胞的生长，刺激化疗患者食欲。抗菌活性研究发现CBG具有如下特点：对革兰氏阳性菌抗菌活性高（与万古霉素相当）；抗菌谱广，对多重耐药菌有效；不易产生耐药性；联合多粘菌素B，能有效抗革兰氏阴性菌。
从市场的角度来看，大麻素的有趣之处在于，它既是一种高价值产品，也是一种高产量产品。它既用于医药等健康产品，也用于护肤品等美容产品。大麻素的全球市场价值预计到2029年将达到1000亿美元。
不到三年，Demetrix生产规模从0增加到15000升
对于大麻素广阔的市场前景，Demetrix一开始就计划分一杯羹，因此积极进行着100多种大麻素的商业化探索。Demetrix通过整合代谢通路到酵母，使酵母产生THC、CBD、CBG、CBDV 和THCV等天然大麻素。除此之外，该公司还可以合成很多非天然大麻素，拥有广阔的市场范围。
Demetrix在不到三年的时间里将生产规模从0增加到了15000升。CBG大规模发酵生产至15000升，这对于将罕见大麻素商业化来说是里程碑式的进步。这也是Demetrix推向市场的第一种罕见大麻素，后续可将其用于从药品到护肤品等一系列安全、有效、合法的医药和保健产品。
首席执行官Ubersax表示，公司之所以能如此迅速扩大规模，是因为Demetrix从开始就朝着目标前进。该公司工程师为其最终想要实现的10万升生产规模设计了一个生产流程，然后将生产规模流程缩小数量级至1000升。这样就可以构建一个基本完整的，小型化版本的生产环境，来达到示范和试点规模。
图源Demetrix官网
在考虑开发大麻素产品种类时，Ubersax表示他们有三个标准。首先，这些化合物必须安全、有效，并且功能不同。其次，他们将考虑开发产品的难度。第三是监管方面的考虑。Ubersax说:“向监管机构透明和公开我们正在做的事情，并与他们合作，真的非常重要，因为这可以加快将产品推向市场。”
创始团队均拥有合成生物学开山鼻祖Amyris任职经历
除了上述三个因素外，Demetrix的创始团队所拥有的丰富合成生物学经验，也加速推进着公司的发展。
首席执行官Ubersax是斯坦福大学的博士后学者。Ubersax担任过Amyris研发副总裁，开发并领导了Amyris的基因组和菌株工程平台。Ubersax拥有加利福尼亚大学旧金山分校的生物化学和分子生物学博士学位，以及北卡罗来纳大学教堂山分校的理学学士学位。
总裁Darren Platt，除担任总裁的战略职务外，Darren还负责构建公司的自动化，计算和数据平台。Darren在澳大利亚墨尔本的莫纳什大学获得计算机科学博士学位，并在剑桥的桑格研究所进行了博士后研究。他还曾担任Amyris研发副总裁，23andMe研究总监，联合基因组研究所的生物信息学负责人和Exelixis的生物信息学总监。
Demetrix完成A轮融资5000万美元
Demetrix高速的发展和经验丰富的创始团队自然会带来投资者的青睐。
2019年7月11日，Demetrix完成A轮融资5000万美元，该轮融资主要用于扩大其业务规模，为制药、保健品和消费品公司提供更多相关产品。本轮融资由Tuatara Capital领投，现有投资者Horizons Ventures跟投。
领投公司Tuatara Capital，成立于2014年，是一家专业的另类投资管理公司，旨在支持合法大麻产业化。该公司专注于探索大麻产业供应链中一系列的投资机会，包括大麻研究、种植、技术、产业服务等。Tuatara Capital目前管理着超过3.3亿美元的大麻相关资产。
Tuatara Capital合伙人Marc Riiska表示，Demetrix的团队在大麻素大规模商业化方面有着良好的记录，他们在生物工程和大麻素的研发方面都拥有大量的专业知识。持续规模化生产高纯度、一致性的大麻素是这个新兴行业的重要发展方向。
跟投机构Horizons Ventures，成立于 2002 年，是李嘉诚先生旗下投资基金。Horizons Ventures是全球一些最具创新力的公司和颠覆性技术的主要投资者。投资项目主要包括Facebook，Spotify，Siri，Zoom，Impossible Foods，Waze，Summly，DeepMind和AirWallex等。
值得注意的是，这是Horizons Ventures连续两次投资Demetrix，此前该机构还领导过Demetrix进行1100万美元的种子轮融资。
资本的注入让Demetrix的发展更加迅速并且多元化。2020年11月10日，Demetrix启动CBG抽样计划，向皮肤护理和消费品公司提供样品以开始配制相关产品。
图源Demetrix官网
在美妆和个人护理方面，2020年全球大麻制品销售额就已达到210亿美元。在化妆品行业，大麻具有抗衰老、滋润修复皮肤等功效。近年来，无论是国外还是国内化妆品行业，对大麻素的关注度都越来越高。从润唇膏、面膜、面霜，大麻护肤品无处不在。
而在国内，含有大麻素成分的护肤产品还没有完全放开，只有大麻仁果、大麻籽油、大麻叶提取物三种成分是被记录在《已使用化妆品原料名称目录（2015版）》。在国内护肤美容的道路上，含大麻素的美妆产品还要经历更为长久的发展，也面临着更多的考验。
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