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2019年16個(gè)創(chuàng)始成員共同組成了全球生物鑄造聯(lián)盟（GBA），到目前為止，已經(jīng)發(fā)展到35個(gè)成員，其中國內(nèi)成員有5個(gè)。這些Biofoundry的建立，以其先進(jìn)的、滿足高通量生物工程項(xiàng)目和早期規(guī)模化需求的設(shè)施，為新興生物經(jīng)濟(jì)加速發(fā)現(xiàn)提供十分強(qiáng)大的支撐。

全球生物鑄造聯(lián)盟地圖

Q 為了實(shí)現(xiàn)以最快速度將更好更便宜的成果或產(chǎn)品推向市場的目的，如何搭建Biofoundry呢？

A 從最初的設(shè)計(jì)出發(fā)，主要需要三個(gè)步驟：確定所需功能、分析可能性（文庫、底盤生物）、明確過程（進(jìn)化篩選、編輯）。在此，通過公開資料，小貝整理了若干Biofoundry的自動(dòng)化平臺(tái)設(shè)施，一起來看看他們是如何通過高通量自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)合成生物學(xué)流程開發(fā)的吧。

位于倫敦帝國理工學(xué)院的London Biofoundry是新GBA的主要?jiǎng)?chuàng)始成員之一，具有非常全面且頂尖的生物合成平臺(tái)：SYNTAX DNA printer用于in-house oligo合成，超高通量聲波移液系統(tǒng)Echo 525和550用于藥篩、自動(dòng)化克隆涂布、無細(xì)胞合成、酶促試驗(yàn)等，整合了Echo 550的Access平臺(tái)用于整合系統(tǒng)工作流，深度整合了Echo、Clariostar和Liconic培養(yǎng)箱的Biomek i7平臺(tái)，DNA和RNA樣品分析系統(tǒng)，克隆挑選系統(tǒng)，測序平臺(tái)，流式細(xì)胞儀，微型生物反應(yīng)器，AKTA蛋白純化系統(tǒng)，HPLC和LC-MS平臺(tái)，共聚焦活細(xì)胞成像系統(tǒng)等。

作為微生物免疫治療的先驅(qū)，總部位于倫敦的生物技術(shù)公司Prokarium與London Biofoundry合作，并利用其尖端技術(shù)平臺(tái)高效實(shí)現(xiàn)定向進(jìn)化和菌種基因改造等工作流；成立于2019年的Multus利用London Biofoundry蛋白工程和基于生物反應(yīng)器的生產(chǎn)和復(fù)雜分析解決方案（HPLP和LC-MS）平臺(tái)為養(yǎng)殖肉類行業(yè)開發(fā)環(huán)境可持續(xù)和符合倫理的培養(yǎng)基，和低成本可擴(kuò)展的胎牛血清替代品。

London Biofondry Capabilities

加拿大溫哥華的Biofactorial高通量設(shè)施位于不列顛哥倫比亞大學(xué)生命科學(xué)研究所，該設(shè)施可以訪問一個(gè)大型宏基因組樣本和化合物庫，這些資源可供客戶使用，以幫助探索新的蛋白質(zhì)、生物傳感器或化合物的藥物發(fā)現(xiàn)?？梢哉f無Echo不Foundry，這一高通量設(shè)施的核心設(shè)備也是 Access工作站，整合有Echo，Pherastar酶標(biāo)儀，細(xì)胞培養(yǎng)箱（CO2和O2控制）等設(shè)備；同時(shí)也配備有QPix Colony Picker高通量設(shè)備，實(shí)現(xiàn)高通量菌株構(gòu)建和篩選。此外還配備了Biomek3000等液體處理工作站和分液器，可用于哺乳動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)，測序準(zhǔn)備和其他應(yīng)用。

加拿大溫哥華Biofactorial的核心Access系統(tǒng)

日本神戶大學(xué)工程生物研究中心的Biofoundry研究小組正在通過整合計(jì)算機(jī)技術(shù)來設(shè)計(jì)代謝途徑、酶選擇和基因序列設(shè)計(jì)，建立一個(gè)結(jié)合數(shù)字、生物技術(shù)和機(jī)器人技術(shù)的平臺(tái)。該平臺(tái)還將用于高通量DNA合成/基因工程/基因組編輯技術(shù)、合成生物學(xué)技術(shù)和先進(jìn)的計(jì)量技術(shù)(包括代謝組分析)。

Professor HASUNUMA介紹日本神戶大學(xué)整合研究中心實(shí)驗(yàn)室Biofoundry系統(tǒng)

位于澳大利亞布里斯班的CSIRO Biofoundry同樣擁有全套專業(yè)設(shè)備，能夠滿足合成生物學(xué)和相關(guān)領(lǐng)域大批量項(xiàng)目的需求。除了基礎(chǔ)移液流程外，更多高通量設(shè)備使其可執(zhí)行從DNA組裝到表型分析的完整的工作流程。

中科院天津工業(yè)生物技術(shù)研究所目前也搭建了從菌種保藏、多底盤微生物菌種改造、蛋白純化、超高通量秒級(jí)尺度的質(zhì)譜前處理與分析系統(tǒng)全流程自動(dòng)化大設(shè)施。在大范圍模式生物體中已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化基因操作，在一些模式生物體中已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了每天400次的高通量自動(dòng)化基因組編輯。整體通量預(yù)估可實(shí)現(xiàn)每天 100–600 次（單基因克?。┟刻?00 次（復(fù)雜質(zhì)粒多模塊組裝），并保持>90%的高成功率。

最后，我們一同參觀歐洲最大的合成生物學(xué)Biofoundry，看自動(dòng)化、智能化平臺(tái)如何加速樂斯福研究，為營養(yǎng)、健康和環(huán)境提供可持續(xù)和天然的解決方案。