學研新創 - 農業與食品生技
Caro-pharming: 新世代天然蝦紅素細胞工廠
2015-01-07
中央研究院生物多樣性中心
中央研究院生物多樣性中心/李文雄、黃介辰、張瑞仁、程凱若、林浩業

Caro-pharming研究團隊的研究宗旨是「用最安全的益生菌,建構最安全的天然藥物細胞工廠」。蝦紅素,是自然界中珍貴的天然色素及抗氧化劑,單價約為每公斤八千美元,應用範圍包含營養強化、保健醫藥、食品著色及畜牧與水產養殖業等。愈來愈多的研究證實其疾病預防和輔助治療功效,伴隨營養保健的消費趨勢風行,其應用將更為廣泛且需求量也將隨之擴大,為最具市場價值的類胡蘿蔔素。本發明以一株可耐熱耐毒性的安全益生菌為平台,透過PGASO合成生物學技術,建構一個可設計性之嶄新生物合成途徑在一個"細胞工廠"中。優點包含:1、使用生物安全菌種, 2、以發酵方式進行量產, 3、節省培養時間及空間需求,及 4、低耗能生合成途徑。本研究已成功地將生產高抗氧化構型蝦紅素的代謝路徑相關基因轉殖進入細胞,並生產出具高效抗氧化的酯化蝦紅素。藉由安全細胞工廠的高技術及低成本大規模生產,未來只需利用少量空間與時間即可量產蝦紅素,可彌補目前商化養殖藻類生產天然蝦紅素的不足。合成生物學將為國際天然化合物生產的新熱點。

評審推薦
1. 此技術平台具有技術創新性,在蝦紅素的應用,可改進GMO之天然蝦紅素生產效率,且製程可量化與容易量產等特性,頗具市場價值。更可利用此技術平台於細胞工廠生產其他高級營養素或天然藥物。
2. 以生產蝦紅素的應用為例,蝦紅素為頗具市場價值的食品與飼料原料,運用此系統可容易產出純度達到98%、易被吸收的反式蝦紅素 isomer,並具備3天快速發酵、無須光照與可利用廢棄甘油的生產優勢。
2022年度精進成果
全瑩生技股份有限公司、中央研究院
張瑞仁、王惠民、黃介辰、吳永昌、李文雄

獲獎項目新世代天然蝦紅素細胞工廠為基礎,成功創立全瑩生技股份有限公司。技術已成功應用於三驗證產品,保健醫療、高階醫美和全球動物營養抗病,潛在市場34億美元。期間獲多國際獎項肯定,為進軍藥品原料市場奠定基礎。團隊已成功產出97%高純度「天然游離型3S, 3’S蝦紅素」,並發表其具抑制黑色素瘤轉移之功效取得關鍵專利。
團隊另開發了Smart Cell Refinery 智慧細胞精煉工藝,於單一製程同時生產多個高價產品:蝦紅素ASTA-S、生物分解性替代塑膠PHA、疫苗佐劑SQS等,大幅降低工業成本且降低排放,此突破關鍵技術獲「台北市亮點企業研發卓越獎」申請多項專利。2020生技一廠完工,除細胞編輯生產各種高價原料外,還發展高價值主題訂單運營模式,及益生菌代工生產策略合作。
團隊簡介

李文雄
學歷 美國布朗大學博士
現職 中央研究院生物多樣性研究中心主任
經歷 中央研究院特聘研究員
中央研究院院士
美國藝術與科學院院士
美國國家科學院院士
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