开局看“未来”② | 植入“基因密码” 细菌变身“人源蛋白制造机”

（来源：河北新闻网）

转自：河北新闻网

“养殖”亿万个微小生命，让它们为你生产价值堪比黄金的生命蛋白，这听起来是不是有点“科幻”？在石家庄国家高新技术产业开发区的河北纳科生物科技有限公司（简称“纳科生物”），这已经成为现实。

这里“养殖”的经过基因改造的细菌——正默默变身为人源功能性蛋白的“制造机”。

基因“编辑”：AI赋能的分子级“微创手术”

纳科生物是一家AI赋能利用合成生物学技术制造功能性蛋白的国家高新技术企业。

4月13日下午，记者走进纳科生物的发酵车间，映入眼帘的是一套密布管线和仪表的自动化发酵系统。纳科生物发酵技术员王亚南正通过显示屏上的参数，观察着他“养殖”的小生命。

纳科生物发酵技术员王亚南正通过显示屏上的参数，观察着他“养殖”的小生命。 长城网•冀云客户端记者 郑建卫 摄

发酵系统里装着的是褐色如奶茶般的液体，每毫升藏着100亿到1000亿个细菌！这些小家伙小到什么程度？80到100个并排站在一起，才抵得上一根头发丝的粗细。可别小看它们，这些经过基因编辑的“微型工人”，正忙着把吸收的营养物质转化成人源三型胶原蛋白。

“1千克最高级别的医用人源三型胶原蛋白，价值可达100万元以上，和24K黄金的价格相当！”纳科生物总经理徐兰举介绍。

纳科生物总经理徐兰举向记者介绍生物制造的原理。 长城网•冀云客户端记者 郑建卫 摄

为什么这么贵？因为“珍贵”。人源三型胶原蛋白的氨基酸序列与人体自身产生的胶原蛋白几乎完全一致，完美解决了传统动物源胶原蛋白的三大痛点：排异反应、病毒风险和水解吸收率低。

在医疗领域，它能促进人体组织再生；在医美护肤界，它是增强皮肤弹性、抗皱抗衰老的“神器”。极高的技术门槛、昂贵的生产成本，加上卓越的功能效果和庞大的市场需求，让它成为生物制造领域的“皇冠明珠”。

这些小小的细菌为啥能够“生产”人类蛋白？这要从一场分子层面的“微创手术”说起。

首先，技术人员利用AI辅助设计制造出携带人源三型胶原蛋白遗传信息的“密码子”。然后，将这些人类“密码子”注入细菌的细胞中，让它们成为“人类功能性蛋白制造专家”。

说来简单，但这一步却难如登天——“手术”成功率不到千分之一！向1千万到1亿个细菌中注入“密码子”，最终只有1万到10万个“幸运儿”能成功接纳人类遗传密码。

圆形培养皿中的白色斑点，就是“手术成功”的菌株。 长城网•冀云客户端记者 郑建卫 摄

接下来，技术人员要像淘金一样，从数万细菌中筛选出那些“手术成功”的菌株，作为“种子”小心翼翼地保存在-80°C的甘油管中。

发酵“牧场”：从微小菌种到百亿大军

制造“密码子”、实施“手术”、筛选成功者——每一步都必须在严格的环境参数下进行，技术门槛之高，堪称生物制造领域的“珠穆朗玛峰”。

当需要生产时，工作人员会取出一管保存好的菌种，让它们在培养液中“苏醒”并快速增殖。一旦数量达标，这些“种子菌株”就会被投入发酵系统，开始它们的“职业生涯”。

发酵系统好比一座“细菌牧场”，环境被严格控制，确保细菌在最适宜的条件下快速生长。它们每20到30分钟就分裂一次，72小时后，每毫升发酵液里挤满了100亿到1000亿个带着人类遗传密码的细菌。此时，它们的“体内”已经积累了珍贵的人源三型胶原蛋白。

但把这些人源三型胶原蛋白提取出来，才是真正的高难度挑战。

透过提纯车间的玻璃窗，可以看到一排排不锈钢罐，发酵液在这里经历菌体粉碎、离心分离等一系列复杂工序，人源三型胶原蛋白的纯度一步步提升。然后，来到最难的一关：蛋白质折叠。

保存的菌种在这些设备中苏醒和增殖。 长城网•冀云客户端记者 郑建卫 摄

“只有纯度达到99%以上、并形成稳定三螺旋结构的人源三型胶原蛋白，才能应用于临床治疗。”徐兰举说。

细菌生产出的人源三型胶原蛋白，最初并不具备在人体中发挥医疗功能所需的三螺旋结构——就像一堆散乱的毛线，还没有织成保暖的毛衣。只有在羟基酶的精准调控下，这些蛋白才能“折叠”成正确的三螺旋结构，从而拥有生物活性。

这一步，如同在微观世界里进行一场精密的“编织艺术”，稍有差池，前功尽弃。目前，全球仅有少数几家企业掌握这项核心技术，而纳科生物不仅攻克了难关，还为此申请了多项专利。

未来“蓝海” 高研发投入下的爆发式增长

纳科生物的成功，离不开一支高素质的研发团队，公司拥有硕士以上学历的员工占比超过三分之一。2024年和2025年，企业的研发投入连续两年超过年支出的53%。与此同时，公司年产值也实现了连续两年100%的惊人增长。

近年来，纳科生物已经取得国家专利30项，承担政府科研项目23项，参与蛋白类新材料国家行业标准制定3项。

“生物制造是国家未来产业重点培育的方向之一。”徐兰举说，“随着老龄化社会的到来，对人源功能蛋白的需求将持续飙升。在政策支持和市场需求的双重驱动下，这个市场已进入高速发展期。”

展望未来，纳科生物已成功培育出系列菌种，更多新型人源功能性蛋白也将陆续投产。

生物制造是未来产业的核心引擎，被列为国家“十五五”前瞻布局的六大未来产业之一。河北省作为全国生物制造传统强省，2023年率先发布全国首部生物制造产业发展蓝皮书，构建了以石家庄为核心，秦皇岛、沧州协同发展的产业格局，依托“京津研发、河北制造”模式，正全力打造全国领先的生物制造产业高地。

策 划：王丽平

统 筹：贾海丽 杨建民 邓光韬

文字报道：郑建卫

视频文案：杜若楠

出镜记者：杜若楠

拍摄制作：白亚军

海 报：段维佳