▎药明康德内容团队编辑

日前，美国化学会（American Chemical Society, ACS）旗下C&EN网站公布了2021年值得关注的10家初创公司榜单。C&EN表示，今年上榜的10家新锐从超过200家初创公司中精心筛选出来。它们不但具有创新技术，而且致力于解决与人类持续性发展相关的全球性问题。下面我们来看一看这些初创公司如何利用化学创新为人类造福。

Eikon Therapeutics：利用诺奖技术革新药物开发

Eikon Therapeutics公司的联合创始人之一是著名物理学家Eric Betzig博士。在2014年，他与Stefan W. Hell博士和William E. Moerner博士共同获得了诺贝尔化学奖，表彰他们在开发超分辨率荧光显微技术（super resolution fluorescence microscopy）方面的突出贡献。

这一技术让光学显微镜突破了衍射作用设定的分辨率极限，让它能够以超高的清晰度来观察细胞内的细微结构并且追踪蛋白的运动。 细胞中的很多生物过程需要特定蛋白移动到细胞内的特定位置发挥它们的作用。从治疗疾病的角度来说，如果我们能够阻止致病蛋白移动到它发挥功能的地方，就可能阻止它们导致疾病的产生。

▲Eikon Therapeutics公司利用超分辨率荧光显微技术在活细胞中追踪单个蛋白的示意图（图片来源：Eikon Therapeutics公司官网）

该公司的技术平台利用机器学习软件，分析小分子化合物如何改变蛋白的运动，从中筛选出靶向蛋白的先导化合物。它在今年完成1.48亿美元的 A轮融资 ，而且前默沙东实验室研发总裁Roger Perlmutter博士加盟成为该公司的首席执行官。

Perlmutter博士指出，这一策略不需要对靶点蛋白的功能或者结构有非常深入的了解，意味着它可以帮助化学家发现发现靶向难于研究或者结构未知的蛋白的小分子。目前，该公司每天利用这一平台研究1万种化合物对蛋白运动的影响。

BioPhero：利用信息素开发可持续性害虫控制手段

吃庄稼的害虫每年给农民带来难以估量的损失，迫使他们使用化学杀虫剂来控制害虫的繁衍。然而，化学杀虫剂的潜在毒副作用和对生态环境的影响并不利于农业的可持续性发展。

很久以来，环境学家就对利用信息素（pheromones）来控制害虫繁衍感兴趣。信息素是一种分泌到体外的外激素，大多数昆虫利用它们进行交流。在农作物上喷上特定信息素可以让雄性害虫更难找到雌性害虫，减少它们交配的成功率，从而控制害虫的繁衍。这种害虫控制手段已经在苹果和葡萄等作物中使用。

BioPhero致力于开发基于信息素的害虫控制手段。该公司将昆虫合成信息素的机制移植到酵母菌中，利用酵母菌工业化生产传统化学合成手段难于合成的信息素。该公司的目标是让基于信息素的害虫控制手段能够用于玉米、稻谷、大豆等大规模种植的庄稼。

Bota Biosciences：利用合成生物学开发清洁生物制造手段

Bota Biosciences致力于利用合成生物学技术，改造蛋白酶和微生物，用于构建合成药物、营养产品等产物的清洁生物治疗平台。

该公司的技术平台结合人工智能、自动化机器人技术等前沿科技，不断对蛋白酶和微生物进行迭代，发现适合用于可持续性大规模生产的新蛋白酶和微生物菌株。 它在今年完成数额为1亿美元的B轮融资，正在中国杭州建立一家数字化和自动化的制造工厂。

C-Zero：开发氢能源的新策略

温室效应是全球需要面对的问题，而大气层中的二氧化碳是导致温室效应的重要因素之一。为了减少二氧化碳的排放，科学家们想到使用氢气作为能源，因为它的燃烧只会产生水，而不会产生二氧化碳。然而，如何产生氢气是一个需要解决的问题。传统使用甲烷产生氢气的过程会同时释放二氧化碳。C-Zero公司的氢气产生方式旨在解决这一问题。

该公司利用一种独特的催化剂来催化甲烷分解为氢气和固态的碳元素，生成的氢气可以作为燃料使用，而固态的碳可以埋到废旧的煤矿里。

这家公司在今年完成1150万美元的A轮融资，它计划在明年建造一家试点工厂。

Factorial Energy：开发新一代锂电池

锂电池是为电动汽车提供能源的主要方式，然而传统的锂电池使用液态电解质，在60-75摄氏度时可能有着火的风险。

Factorial Energy正在开发一款具有高能量密度的固态电解质锂电池。它与传统锂电池相比具有更高的安全性。 在今年4月，该公司走出隐匿模式并且获得4000万美元的融资。它开发的基于多聚体的锂电池在室温下重复充电675次之后仍然可以保持97.3%的能量容量。

近日，该公司与韩国汽车制造商现代（Hyundai）和起亚（Kia）达成研发合作，共同开发用于电动车的下一代固态锂电池。

Kojin Therapeutics：开发针对铁死亡的小分子药物

在抗癌小分子药物的研发方面，很多研发项目专注于利用细胞凋亡（apoptosis）过程。然而，癌细胞接受促进细胞凋亡的药物治疗后，能够改变自身的状态，对它们产生耐药性。Broad研究所的科学家们发现，这些癌细胞在对促进细胞凋亡的药物产生耐药性的同时，往往会对另一种细胞死亡的方式敏感，这种方式称为铁死亡（ferroptosis）。

在铁死亡过程中，癌细胞将多不饱和脂质氧化生成脂质过氧化物。这些脂质过氧化物在铁元素的作用下生成自由基，导致细胞死亡 。为了避免铁死亡，癌细胞高度表达称为GPX4的代谢酶，降低脂质过氧化物的水平。

图片来源：参考资料[1]，Credit: Yang H. Ku/C&EN

Kojin Therapeutics的科学创始人发现，抑制GPX4活性的小分子药物可以促进癌细胞的铁死亡。 该公司在今年6月完成6000万美元的 A轮融资 ，首先将针对耐药性癌细胞开发诱导铁死亡的创新疗法。

MOBILion SYSTEMS：改良药物和生物标志物分析的分离技术

液相色谱-质谱分析（LC-MS）是医药行业分析药物，促进药物开发过程的常用技术。随着治疗模式从小分子药物转向大分子疗法，医药公司也需要更先进的分析技术来对候选疗法进行分析。

MOBILion SYSTEMS的技术平台能够以高分辨率区分离子的流动性。 它由印刷电路板上具有特定模式的金属电极组成。在某些电极上施加电压能够驱动生物样本中的离子沿着特定的轨道前进，并且不会与电路板表面接触，因此防止样本流失。这一过程能够根据离子的大小和形状将它们分离开。

这一技术与传统的液相色谱-质谱分析相结合，可以大幅度改善药物分析和生物标志物验证的效率。该公司首席执行官Melissa Sherman女士表示，将这一系统与液相色谱-质谱分析相结合，只需要7-10分钟就可以完成原本需要90分钟才能完成的分析。

Natural Fiber Welding：利用天然植物原料制造可回收的织物材料

我们做衣服的布料是由许多长纤维编织而成的，如果纤维的长度过短，则无法编织成为布料。Natural Fiber Welding公司的技术平台利用离子液体与自然纤维之间产生的化学反应，可以将短纤维融合在一起成为可用于编织布料的长纤维。这一技术不但可以用于回收废弃的布料，还可以基于天然的植物原料合成布料。该公司的另一项技术能够通过化学反应，将植物原料合成与皮革类似的材料。

因为这些合成材料的成分都是天然的植物原料，因此它们可以完全被自然降解，具有非常好的环保特征。

Sudoc：利用氧化催化剂开发具有可持续性的清洁产品

基于氯和氨化合物的清洁产品（比如漂白粉）虽然可以帮助我们清除脏东西，但是它们在作用过程中可能释放有毒产物。Sudoc公司开发的一种催化剂能够模拟人体中氧化酶的作用，与过氧化氢结合能够用于降解多种化合物。该公司已经基于这一技术生产了一种抗霉菌清洁产品，它比可能产生有毒产物的清洁产品效果更好，同时这一催化剂在完成催化作用之后，最终会自然降解，不会对环境造成危害。

基于这一技术的产品还可以用于降解环境中的污染物，比如工业废水中的雌激素化学物质。

Rome Therapeutics：基于基因组中的“垃圾DNA”开发创新疗法

人类基因组中，只有2%为指导蛋白合成的编码基因，其它98%的部分为非编码基因，在很长的一段时间内，科学家们没有认识到非编码基因的作用，并冠以这些非编码基因“垃圾DNA”的称号。然而，很多非编码基因具有重要的调控作用，而Rome Therapeutics的目标是通过靶向称为重复基因组（repeatome）的非编码基因，开发治疗癌症和自身免疫性疾病的创新疗法。

这些重复基因组序列很多为逆转录病毒，在进化过程中将其代码嵌入到人类的DNA中。大多数情况下，这些序列处于“休眠”状态，然而当细胞处于应激状态或者癌变时，它们会被激活，这可能激发免疫系统的过度免疫反应，导致自身免疫性疾病的产生。在癌细胞中，它们可能被重新整合到基因组中，导致基因组不稳定性和癌细胞的演化。

图片来源 ： 参考资料[1] ， Credit: Yang H. Ku/C&EN

Rome Therapeutics的策略之一是开发抑制逆转录酶活性的抑制剂。它们可以阻止重复基因组序列产生的RNA进一步发挥作用，可以用于治疗自身免疫性疾病或癌症。该公司在今年9月2完成7700万美元的 B轮融资 。

参考资料：

[1] https://cen.acs.org/business/start-ups/CENs-2021-10-Start-Ups-to-Watch-cleantech/99/i42

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