塑料是工业材料之王。
常年以来，众多企业及团队正致力于利用合成生物学技术，开发塑料的替代品，而蛋白质纤维就是其中的佼佼者。
我们熟悉的羊毛、毛皮、丝绸、角蛋白和胶原蛋白实际上都属于蛋白质纤维。
在应用范围上，蛋白质纤维几乎可以与塑料相媲美，甚至在某些利基市场中表现更优，在强度与柔韧性之间取得平衡，更重要的是，生物基材料能显著降低对环境的影响。
其中最显著的优势就是，蛋白纤维纺织品是可生物降解的，完全可回收的，并且不会分解成微塑料。
还有与土地使用相关的节省，实验室生产的蛋白质纤维远比传统农牧业生产占地更小，资源密集度更低。
当“上帝之手”伸向蛋白质纤维
与塑料一样，蛋白质是一种称为聚酰胺的聚合物，所有蛋白质都由重复的氨基酸单元组成，其不同的排列导致完全不同的特性。
天然蛋白质在适合特定用途之前需要加工，而这一技术方法就属于合成生物学研究范畴内，准确来说，是基因编辑和发酵制造的交叉前沿。
得益于基因编辑技术和合成生物学的发展，蛋白质纤维已开辟出了更广泛的天地。其中包括一批已进行多轮融资的代表企业，
Spiber的发酵蜘蛛丝
如今，在创业界备受关注的蛋白质纤维是蜘蛛丝及其基于实验室的变体。
蜘蛛丝是最可能挑战石化纤维的新材料之一，不仅坚固还具有灵活性，可用于防弹防护装备和户外服装等功能性服装。
然而，这种材料很难简单地从天然来源中收获，合成蜘蛛丝的出现改变了这一切。
成立于 2007 年的Spiber是这一领域的先行者，该公司由日本庆应大学高级生物科学研究所的Kazuhide Sekiyama 和 Junichi Sugahara创办，只在采用量身定制的微生物来生产蛋白质纤维Brewed Protein。
Spiber通过改造负责蜘蛛丝生产的基因，编码出一种经过合成优化的丝，然后将这种改变的蛋白质编码DNA插入Spiber的制造细菌中，该细菌在体内大规模复制该物质，准备提取然后进行处理。
该公司的发酵量产工厂已经于2022年投产，并开始生产蛋白质聚合物，目前年生产能力为200-300吨（截至2024年），也是全球唯一符合ISO标准的工业规模蛋白质纤维。
这家合成蛋白纤维独角兽在2024年4月刚成功获得了6.8亿美元融资，经过9轮融资后，该公司的市场估值已经增长到12.2亿美元，是当前估值最高的日本创业公司之一。
AI+蛋白质纤维 性能再提升
随着蛋白质纤维商业潜力的挖掘，更多合成生物学企业加入到这一赛道中来，以AI及精准发酵等前沿技术，催化行业的进步与发展。
例如2023年诞生的Brain Biotech，这家平台型企业利用计算机辅助设计和实验室试验开发新的功能材料，仅一年便完成了首个专利申请注册。
其生产的蛋白质纤维材料不仅满足服装行业，更能满足其他高规格的“性能”应用，例如医疗和汽车内饰。
Brain拥有一套专属的合成生物软件平台，使研究人员能够更系统地设计和开发新的蛋白质变体。
并且Brain使用人工智能预测和计算机建模来了解哪些基因修饰可以产生特定的结果，从而形成更精准的工业功能性生物材料。
在实验室中测试这些修饰的蛋白质后，另一家合成生物学企业AMSilk就登场了。
与Spiber类似，AMSilk的蛋白质制造方法是精确发酵：该公司让细菌“复制”Brain开发的蛋白质，并大量复制它们。
AMSilk正在着手扩大其生产线并使其更加高效，目标是将其精确发酵产量从“公斤提高到吨”。
下一程：从纺织原料到无限可能
到目前为止，蛋白质创新一直瞄准服装市场，背后的原因很简单：
时尚跨国公司拥有大量资金来支持新兴的生物材料，这些合成生物学产物的大规模生产成本仍然很高。
然而，蛋白质纤维的前景远不止如此，更多初创公司探索着更广阔的应用边界。
初创公司Smart Resilin使用基因工程生产一种弹性蛋白添加剂，用于“插入”到既需要耐用性又需要一点弹性的商品制造中。
实验室中的一小块Smart Resilin产品
与化妆品部门有关的角蛋白，常用于生产头发、皮肤和指甲的护发素，然而初创公司Kerline正在将这种化学品带入难以脱碳的工业阻燃剂领域。
该公司生产了FullKer，这是一种基于蛋白质的阻燃剂，可以取代传统的剧毒材料三氧化二锑.
并且Kerlin是利用回收的动物蛋白中提取的角蛋白来制造添加剂的，本质上是一种循环技术。
学术方面，科学家们还在研究蛋白质纤维如何取代化石聚合物作为分离膜的材料，它们还被提议作为绳索、网、安全带等的聚合物替代品。
蛋白质纤维材料整不断刷新我们固有的价值，展现出未来更多的“可能性”。
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