权威榜单：2020年值得关注的10家初创公司来了！

日前，美国化学会（American Chemical Society, ACS）旗下C&EN网站公布了2020年值得关注的10家初创公司榜单。C&EN表示，今年上榜的10家新锐是从200多个初创公司中精心筛选出来的。它们不但具有革命性的化学技术，而且致力于解决与人类生活相关的重要问题。本次上榜的公司有的发现新的药物发现方式，有的生产可持续性的食物和材料，还有的力图驾驭量子计算，甚至想要模拟人类的鼻子。下面我们来看一看这些新锐公司如何利用化学创新为人类造福。 Lycia Therapeutics：通过将“坏”蛋白拖进溶酶体，扩展蛋白降解的范围 蛋白降解是药物研发领域的热点之一，目前大多数生物技术和医药公司开发的蛋白降解剂是利用细胞的蛋白酶体（proteasome），降解细胞内的靶点蛋白。Lycia Therapeutics公司的靶点是那些在细胞外存在和产生作用的蛋白。这部分蛋白占蛋白总数的40%左右。 斯坦福大学化学生物学家Carolyn Bertozzi博士设计出一种抗体，它不但可以与靶点蛋白相结合，而且与细胞表面受体的相互作用能够将靶点蛋白内化并且“拖到”细胞的溶酶体中，在那里这些蛋白将被消化。她称这种抗体为溶酶体靶向嵌合体（lysosome-targeting chimera，LYTAC）。 Bertozzi博士的团队已经使用这种方法在实验中成功降解包括EGFR和PD-L1在内的膜蛋白，以及ApoE4在内的分泌蛋白。今年6月，这家公司获得Versant Ventures的5000万美元投资，走出隐匿模式。该公司的目标是利用LYTAC技术，靶向难于用传统小分子抑制剂靶向的细胞外蛋白和分泌蛋白。 Aryballe：开发手持设备识别气味 长时间以来，科学家们一直试图能够用机器来复制人类鼻子的嗅觉能力，然而基于气相色谱和质谱的分析手段不但需要大型仪器，相关的数据分析也耗时耗力。法国初创公司Aryballe通过结合生化传感器、先进光学技术和机器学习，在保持对气味分析的准确性的同时，将检测仪器的大小缩小到可能像手表一样大。 Aryballe公司开发的传感器只有回形针大小，在大约50平方毫米的硅片上嵌入了上百个不同的多肽链。当这些多肽与挥发性有机化合物产生反应时，会吸收一部分光。一系列光学传感器会检测多肽吸收光的变化，并且将信号上传到Aryballe的服务器中，在那里，对这些信号的分析能够找出与已知气味相似的信号特征。 这一技术可用于食品加工业，汽车行业，化妆品行业等多个领域。Aryballe公司的目标是在明年开发出能够装入智能手表中的传感器原型。 Culture Biosciences：帮助生物技术公司筛选用于大规模生产的微生物 很多合成生物学公司的目标是通过对微生物的生物工程改造，让它们能够生成有用的化合物。然而，对这些生物工程改造过的微生物进行进一步的微调，让它们能够大规模地在生物反应器中生长，是让这些微生物产品能够商业化的关键。 Culture Biosciences的技术旨在帮助合成生物学公司更快速的完成大规模生物制造的优化过程。该公司成千上万的生物反应器都通过云端与一个计算机系统连接在一起，让研究人员可以同时进行成百上千个培养实验，探索最佳的培养条件并且对微生物进行优化。 Cygnal Therapeutics：探索外周神经在多种非神经疾病中的作用 Cygnal公司的科学家们认为，外周神经不仅仅是传递神经信号的通道，而且在癌症和炎症等多种非神经疾病中起到重要作用。例如，很多肿瘤不但会分泌吸引血管生长的细胞因子，还会吸引大量神经生长的肿瘤内部。在胃癌模型中，如果去除支配肿瘤的神经，将会延缓肿瘤的生长。近日的科学研究也发现胰腺癌肿瘤能够通过吸引神经支配来从神经获得生长所需的营养。 Cygnal公司结合CRISPR筛选技术，生物信息学，与细胞培养等多种技术，发现能够干扰疾病细胞与神经交流的潜在小分子药物。该公司的研发管线中已经有三款候选疗法。其中一款小分子药物靶向调节神经突触的靶点，它在癌症生长中具有重要作用。另一款大分子药物的靶点能够帮助神经靠近或远离肿瘤。 Evrnu：将旧衣服变为新布料 当你的T恤衫、牛仔裤破旧了的时候，是不是只有把它们扔进垃圾堆这一条路呢？对于Evrnu公司的创始人来说，答案是“不”。这家公司正在使用技术赋予这些旧布料“第二春”。 Evrnu的技术能够将棉布服装中的颜料和其它添加剂都清除掉，只剩下纤维素。然后这些纤维素被纯化和液化，从中可以生成新的基于纤维素的布料。通常基于纤维素的人工布料需要从木浆中产生。与其通过砍伐树木来生成纤维素布料，Evrnu认为，从世界上丢弃的上百万吨棉布衣服中生成纤维素布料是更好的选择。 Lilac Solutions：使用离子交换更快速简便地提取锂化合物 根据市场研究公司Roskill的预测，由于锂电池的流行，全球对锂化合物的需求每年将以18%的速度增长。而如果电动车更为普及，这一需求还会增加。这种需求意味着需要锂化合物产能的大幅度增加。目前提取锂化合物的方法是将地下富含锂的盐水抽出来在露天的挥发池中晒干，然后对留下的矿物质进行纯化。整个过程需要几个月甚至几年的时间。 Lilac Solutions的技术使用一种创新离子交换材料，直接从盐水中富集锂。这种方法可以将富集锂的过程缩短到大约两个小时。 Natron Energy：使用普鲁士蓝颜料来设计更为安全可靠的电池 目前，无论是在手机和电脑中的锂电池，还是使用更老技术制造的铅酸电池，都存在安全性以及环保隐患。Natron Energy公司认为，使用普鲁士蓝（Prussian blue）来制作的电池提供了更为安全和可靠的选择。 Natron Energy公司的创始人Colin Wessells博士的研究发现，普鲁士蓝的晶体结构能够让基于这一材料制成的电池以比锂电池快得多的速度充电和放电，并且不会有爆炸的危险。他开发的电池只需8分钟就能够充满电。由于电池的主要成份是铁和镁，这种电池的环保效应优于锂电池（需要稀土金属）和铅酸电池（包含大量有毒的铅元素）。 而且，这种电池的寿命很长，普通的铅酸电池只有1-2年的寿命，而Natron Energy公司开发的电池可以重复充电35000次以上，它的寿命长达5年。 Protera：使用人工智能理性设计酶和其它蛋白 Protera公司的技术平台是称为MADI的人工智能系统，它结合语言翻译的计算理论和深度学习，找寻蛋白质的功能与氨基酸序列和蛋白结构之间的关系。研究人员可以输入他们想要催化的化学反应，人工智能系统能够输出DNA序列，它们编码的蛋白可能完成这一催化反应。然后研究人员用常规生物技术工具来生成和检测候选蛋白。 MADI系统的另一个特征是使用了上千个图形处理单元（GPU）进行计算，这让人工智能系统能够平行处理大量计算，让原先使用传统计算机需要几周完成的计算量在几毫秒内就可以完成。 该公司目前的产品旨在使用创新的蛋白酶来改变食物的质地和保鲜期，避免各种添加剂的使用，让人们食用的食物更为健康。 Zapata Computing：为未来的量子计算机设计软件 量子计算（quantum computing）是近年来的新兴领域，传统的计算机对信息的编码是通过“0”和“1”来实现，而量子位（又名量子比特，qubit）可以同时代表1和0。科学家认为，这一特征可能让量子计算机更真实地代表分子行为中的量子力学特征，从而更准确地预测化学反应和模拟药物分子的行为。 虽然量子计算机的发展现在仍然处于起步阶段，但是Zapata Computing的团队认为，与量子计算机匹配的软件开发需要同时进行，而不能等到硬件成熟之后才开始。该公司开发的名为Orquestra的软件平台，能够让用户创造和调整量子计算机的工作流程，并且在不同的硬件上检测和优化这些过程。 Ventus Therapeutics：基于结构科学发现针对炎性小体和先天免疫系统蛋白的创新药物 人体的先天免疫系统是抵抗微生物入侵的第一道防线，而称为NLRP3的蛋白是这道防线上的预警系统。当它被入侵微生物激活后，能够改变蛋白构象，引发称为炎性小体（inflammasome）的大型蛋白结构的产生。炎性小体会激发一系列细胞的“自毁”程序，消灭受到病原体感染的细胞。 然而，过度活跃的NLRP3蛋白反而可能对身体有害，过去10年里，科学家们发现它可能与阿尔茨海默病、炎症性肠病、非酒精性脂肪性肝炎、和帕金森病等多种疾病相关。NLRP3也成为药物研发领域的热门靶点。过去两年里，百时美施贵宝（BMS）、诺华（Novartis）和罗氏（Roche）都通过收购聚焦于开发NLRP3靶向疗法的初创公司，在这一领域布局。 Ventus Therapeutics今年完成6000万美元融资并且走出隐匿模式。该公司采用全新的策略来靶向NLRP3和其它与先天免疫系统相关的蛋白。通常研究人员通过表型筛选来发现影响NLRP3信号通路的小分子化合物。然而，这种方法并不能直接提供小分子化合物如何与NLRP3相互作用的证据。而NLRP3的一个重要特征是它倾向于改变构象并且聚集在一起，这一特征对于迅速生成炎性小体非常重要，但是也让药物研发人员很难直接针对蛋白进行药物筛选。 Ventus公司的科学创始人之一，哈佛大学医学院吴皓教授的团队通过蛋白工程学找到了解决这一问题的办法。通过改变蛋白上关键互作界面的氨基酸，她的团队能够固定NLRP3，以及先天免疫系统中其它蛋白的构象，从而解析它们的结构。基于NLRP3的结构，研发人员能够设计特异性靶向NLRP3的小分子化合物。 参考资料: [1] Moderna Announces Longer Shelf Life for its COVID-19 Vaccine Candidate at Refrigerated Temperatures. Retrieved November 16, 2020, from https://investors.modernatx.com/news-releases/news-release-details/moderna-announces-longer-shelf-life-its-covid-19-vaccine [2] Moderna’s COVID-19 Vaccine Candidate Meets its Primary Efficacy Endpoint in the First Interim Analysis of the Phase 3 COVE Study. Retrieved November 16, 2020, from https://investors.modernatx.com/news-releases/news-release-details/modernas-covid-19-vaccine-candidate-meets-its-primary-efficacy [3] Draft landscape of COVID-19 candidate vaccines. Retrieved November 16, 2020, from /https/www.who.int/publications/m/item/draft-landscape-of-covid-19-candidate-vaccines [19] \t