80后科学家卢冠达新创业历程

1、80后科学家卢冠达新创业历程不久前，dt君曾介绍一家合成牛物学公司zymergeno去年年底，这家初创公司 获得日本软银(softbank)领衔多家顶级风投总计1. 3亿美元的投资。在此b轮 融资完成后，美国前任能源部长、诺奖得主朱棣文也加入了 zymergcn董事会。 实际上，这家美国初创公司的做法代表了生物技术公司的一种趋势：利用人工智图丨由ai控制的机械臂正在对微生物菌群进行液移那么，何为合成生物学？可以先从dna基础研究谈起，科学家发现，生物特征的 差异性在于dna的排列不同，把dna视为是由多个零件组成，各个零件均专注执 行特定任务。所以说，如果我们能够改造、调整、拼接这些零件，就可

2、以改造生 物的特征。合成生物学虽然叫“生物学”，其实却与工程学理念更为接近。相比机械零件、 电路元件等传统工程学科，合成生物学摆弄的生物零件更复杂、更多变。研究者 通过调控相关基因通路对细胞进行“编程”，让它们像微型工厂或机器一样，生 产特定产品或完成特殊任务。简单来说，可以把dna视为细胞的软件，dna测序就是怎么去读懂软件。dna编 辑就是去调整、修改软件的组合。这就是基因工程学的概念，合成生物学则是基 因工程学的分支，具备包括生物、数学、化学、电子工程、信息等跨领域的专业。图丨synlogic创始人卢冠达(图片来自dt君驻台湾编辑詹子娴)实际上，谈及合成生物学，有一位华人学者在此领域成就

3、颇丰。他就是麻省理工 学院生物工程学、电机工程和计算机科学副教授卢冠达(timothy k. lu)。2010 年，卢冠达被评为麻省理工科技评论全球35位创新青年之一，当时他只 有28岁。当时，麻省理工科技评论给岀的评语是：“在合成生物学领域, 创造了第一个成功的商业化应用，是他最大的成就。”卢冠达的父亲是台湾半导体产业重量级人士、饪创董事长卢超群。他的童年和 念书时期在是美国与中国台湾两地交叉度过，在麻省理工学院电子工程及计算机 科学取得本科及硕士学位后，进入哈佛医学院攻读博士，从计算机相关专业转为 牛物医学研究，并且师承于合成牛物学的先驱、麻省理工学院医学工程学教 授 james col

4、1 ins。图丨卢冠达（右）的父亲是台湾半导体产业重量级人、饪创董事长卢超群（左） 早在2008年，卢冠达就已经开始在合成生物学界崭露头角。在实验室时，他 的研究方向就是如何破坏生物膜。众所周知，生物膜是细菌结合在一起形成的一个保护屏障，它不仅会引发人类的囊肿性纤维化以及各种感染疾病，而且潜藏在 主物膜中的细菌对抗生素的抗药性也会比自然环境中的细菌高出500倍。在当时，卢冠达基于合成牛物学找到一种新的解决方法，设计了一种称为噬菌体 (phage)的病莓，可以用来破坏生物膜，同时降低生物膜对抗生素的防御力。这项研究在2008年获得了 lemelson-mit学生创新大奖。图丨噬菌体破坏生物膜概念

5、图2016年，卢冠达在science)上发表了一篇合成牛物领域十分重要的论文在!=活细胞中构建出基于重组酶的状态机器(synthetic recombinase-based state machines in living cells),他与团队将电机方面的逻辑、存储器、控制开关 等概念整合，在细胞做出一个基因电路，这个细胞就变得聪明，可以侦测周围 环境、做决定，有记忆功能。除了成为一名学者，卢冠达也是一位创业者，曾创立了七家公司。目前，他与 导师james collins共同创立的synlogic自成立以来己累积完成超过1. 4 亿美元融资，包括今年获得的7, 000万美元投资，背后的投资人

6、包括比尔盖茨基金会、主攻生物技术领域的创投基金atlas venture nea等。预计，synlogic将在今年9月与股东之一.美上市公司mirna therapeutics进行合并,反向兼并的方式在纳斯达克完成上市。图丨卢冠达的导师james collins,也是合成生物学领域最为著名的科学家之一 synlogic的独到之处在于研究团队以"基因电路” (synthetic gene circuit) 概念来突破治疗罕见疾病遭遇的难题。既然称为电路，很容易就联想到电子、计 算机的世界。确实，“基因电路”就是从电机的世界得到了启发，团队将电机方 面的逻辑、存储器、控制开关等概念整合，

7、在细胞做出一个基因电路。不得不承认，基因电路听起来抽象，但如果以一个智能家居的案例来说则会比 较容易理解。家里的智能环境侦测器可以侦测室内的pm2. 5, pm2.5就是输入(input),当侦测器感知到pm2.5指数过高，就会自动启动空气清净机，这就是输出(output)。而基因的表现、功能也可以受到外界的输出而开启(turn on) 或关闭(turn off)这就是基因电路的概念。synlogic便是将这个概念应用在微生物治疗上(microbiome therapy),用来 治疗罕见或严重的代谢疾病。“透过基因电路，细胞变得可以侦测周围环境、做 决定，有记忆功能，进而产生治疗效果。这就像计

8、算机发展一样，可应用的范围 很广大。”卢冠达表示。例如，因遗传缺陷罹患尿素循环代谢异常的患者，无法正常分解体内的氮，所以 就不能吃肉、蛋等高蛋白食物，而且堆在身体里的氮还会产生有毒的氨，对身体 造成危害。synlogic从改造益生菌的基因下手，让它们可以人量制造精胺酸。 当患者吃下有改造基因的益生菌，在肠道遇到了氨，可以把氨理解成是一种输入, 就会吃掉人体内过多的氨，制造出精胺酸，这可以想成是输出(output) o 如此一来就能解决问题患者无法正常分解氮的问题。以往益生菌多半是用来调节 或保养身体，没想到加入经复杂设计的基因电路后，就能治疗罕见疾病。最近，synlogic还将治疗范围扩展至癌

9、症、肠胃发炎等疾病。 这是一种新型态的药，活的细菌细胞治疗法在过去很少人使用。三周前,synlogic进行了美国食品药品管理局(fda)第一期的人体治疗(phase 1 clinical trials) 0公司2014年成立，2017年就能上临床实验，无论从 商业还是科研角度，synlogic的发展速度都十分迅速。图丨美国食品药品管理局（fda）实际上，以基因改造噬菌体抱冋了 kernelson-mtt犬奖后的2019年，卢冠达就曾创立了 novophage公司，希望让噬菌体的应用真正商业化，最初将目标锁定在工业设备领域。但理想与现实往往存在落差，这样的概念并没有受到太多企 业欢迎，他们只好不

10、断探查真正能被市场接受的应用，一直到食物安全领域才让 噬菌体找到利基。后来，卢冠达又和同事创立了 sample6公司，主攻食物安全领域。为什么是取 名6?卢冠达腼腆地笑称：“那是因为做到第六个样本时就成功了。”他解释到, 噬菌体是很有目标性，专门杀细菌，不会杀死人体细胞。图丨sample6食品安全检测设备 实际上，sample6的研究团队改变了噬菌体的基因。所以，当食物中的细菌遇到 了噬菌体就会发光，类似萤火虫，从业者可利用一种特殊的半导体设备去读取样 本看有没有发光，如果有，就代表食物内包含有害的细菌。因为大幅缩短了检验 时间，让噬菌体受到企业欢迎，像是美国知名的冰激凌公司ben&j

11、erry' s,就 利用噬菌体检验以确保消费者吃下肚的冰泣淋是干净无虞。卢冠达在接受dt君独家专访时表示，生物医疗在美国是很特别的产业，公司不 是一下子就能创造利润，而且还有一个fda的高门槛，“我们在美国经历过生 物技术很热的时候，现在投资者也变得很专业化，生物医疗研究最重要的就是要 有数据，如果一家生物公司不能把数据拿出来，那就是陷阱！”他认为，创业真的很困难，特别是“在实验室里做的研究是针对某一应用，但最 适合这个技术的真正商业应用，可能跟你想的完全不一样。”当初simplc6成 立，卢冠达想要用噬菌体治疗人的病，但2009年那时产业对于新的抗菌(antimicrobial)技术

12、缺乏兴趣，因为抗牛素己经很便宜，前景不是很看好,风险投资者自然不愿掏钱，让卢冠达碰了许多钉子，一直到他们找到食物安全的 应用，才吸引了资金的青睐。卢冠达表示，将科研从学校转到商业环境的磨难是科技创业第一个大挑战。其 次，就是人才的到位，他也建议，新创公司团队不只是要找研发的人才，也应包 括跟研发人员一起合作的创业家，对外进行商业合作和洽谈。因此，synlogic就 从知名药厂pfizer挖来了 jc gutierrez-ramos担任公司ceo。当前两步完成 以后，找资金的问题就会容易许多。图 i synlogic 首席执行官 jc guti6rrcz-ramos本科念电子工程，还有个从事半导

13、体界产业的父亲，不仅没有想要继承老爸事 业，为何还半路改道，走向生物医疗领域？卢冠达回忆，当时计算机科学的基础 问题都己经获得解决了，他想突破还有很大潜能的领域，他看到dxa测序、牛 物工程开始要起飞，正是一个加入的好时机，而且计算机科学跟生物医疗是相辅 相成。像是目前科技业最火红的议题人工智能，卢冠达认为：“机器学习是仿造人脑运 作，将生物概念用在计算机科学的突破，我们是相反，拿电机的概念在生物突 破，所以我们有了基因电路。”d-lpsj9s-su&q jo9qlunn【aep 一 uosjbd 一 saseqj xjiafpnpojd saouanbas pue swo)£

14、;uast0e*101.0e+091.0ep81.0e+071.0e+061.0e+051.0e*041.0e+031.0e+021.0e+01productivity in dna synthesis and sequencing using commercially available instrumentsrob cadson. february 2013. www.synthesis.ee1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015year图丨dna的发展跟半导体领域的摩尔定律很像，每年研究产出大幅增加，成本则 逐渐下降synlogic团队人员的背景电机工程、生物、医学各占1/3,正也因为团队背景 多元，让他们能够有不同的思绪，找出新的研究方法。像是目前在他的实验室更在着手研发“基因录影机”一一医疗界一直希望能找出癌症发生的原因，一般