2004年，合成生物学被《麻省理工科技评论》评为改变世界的十大技术之一。此后的数十年间，随着诸多新技术和新工程手段的涌现，合成生物学得到了迅猛发展。

目前，合成生物学已逐渐与全球各类产业深度融合，应用领域已拓展至生物基化学品、生物能源、疾病诊断、药物和疫苗开发、作物育种、环境监测等多个领域。今天，合成生物学已被视为“认识生命的钥匙”和“改变未来的颠覆性技术”，驱动着下一代生物制造与未来生物经济的行业变革。

成立于2003年、总部位于美国加利福尼亚的Atum是一家生物技术企业，致力于提供集基因设计、优化与合成和表达载体于一体的综合工具以及蛋白质和菌株工程生产的平台。

在过去21年中，作为合成生物学领域上游生命科学工具和解决方案供应商，Atum一直为生命科学研究人员提供优质高效服务，包括但不限于基因设计和基因合成、蛋白质工程、蛋白质生产、抗体服务、细胞系开发和主细胞库（MCB）等，以促进生物学从探索发现向工程生产转型，进而加速推动生命科学领域的技术突破和研究进展。

深耕21年，成为美国最大工业和学术用途合成基因提供商之一

2003年，Atum由Claes Gustafsson、Jeremy Minshull、Sridhar Govindarajan和Jon Ness四位博士联合创立。在创立Atum之前，他们四人都曾在生物制药公司Maxygen任职，具备数十年的管理与技术经验，其丰富经验与专业知识对Atum的技术研发与产品开发产生了重要影响。例如，Sridhar Govindarajan博士关于蛋白质折叠和进化的研究为Atum的核心技术奠定了基础。

Atum创始人团队图源：Atum官网

成立之初，Atum原名为DNA 2.0。最初，Atum是一家基因合成和蛋白质工程供应商。它依靠其DNA设计和合成专业知识开发了一套集成的解决方案，为学术界、政府以及制药、化学、农业和生物技术行业提供服务。

凭借团队优势与技术积累，Atum开发了一个密码子设计与优化算法（现注册为 GeneGPS），以优化基因在任何宿主生物体中的表达，进而提高基因在特定宿主细胞中的表达效率。2009年，该密码子设计与优化算法技术被《The Scientist》杂志评为年度生命科学十大创新之一。

在核心技术获得行业认可的同时，Atum也正在推动其在基因合成领域的其他合作。

2009年，Atum与Aclid、Aldevron、Ansa Biotechnologies等基因合成公司联合成立了国际基因合成联盟（International Gene Synthesis Consortium,IGSC），旨在联合加强合作以预防和解决基因合成领域快速发展过程中出现的生物安全问题。在保障生物安全的同时，促进基因合成技术的有益应用。目前，IGSC成员包括Azenta Life Sciences、华大基因、金斯瑞、泓迅生物以及赛默飞世尔科技等诸多知名公司，所有成员共同代表了全球大部分的商业基因合成能力。

经过21年的发展布局，Atum凭借其机器学习平台、专有算法以及完全集成的实验室信息管理系统（LIMS），打造了全方位、一体化的生物工程解决方案，涵盖DNA的设计和合成优化，到蛋白质生产以及GMP细胞系开发等各个环节。

据悉，Atum目前客户遍布全球，业务领域覆盖学术界、政府以及制药、化学、农业和生物技术行业等多个领域。据不完全统计，目前使用其产品服务发表的科学论文已超过1200篇。发展至今，Atum已成为美国最大的工业和学术用途合成基因提供商之一。

以3大技术平台为核心，构建全面集成的生物工程解决方案

在过去21年的发展过程中，Atum一直致力于将生物技术与AI等创新技术深度融合，以开发创新技术平台，进而加速生命科学工具与服务的开发与商业化进程。目前，Atum拥有GPS技术、Leap-In Transposase®以及discoCHO™三大核心技术平台，并且已申请了多项专利进行保护。

其中，Atum的GPS技术平台结合了实验设计（DoE）、精确的经验测量和机器学习工具。从本质上讲，GPS根据合成生物学“设计－构建－测试－学习”（DBTL）这一迭代循环策略，以“自下而上”的方式设计并创造新变体。

据其官网介绍，GPS的工作原理类似于卫星系统，且用途极其广泛，可应用于生物工程的多个层面，包括在特定宿主中表达的载体和基因优化、开发生物催化剂的蛋白质工程以及抗体人源化和亲和力成熟等方面。

目前，GPS技术平台已成为Atum产品和服务的一个关键差异化因素。而围绕GPS这一核心技术，Atum衍生开发出了VectorGPS®、ProteinGPS®、AntibodyGPS®三大细分平台，能够进一步优化基因、蛋白质以及抗体在宿主生物体中的表达。

Leap-In Transposase®技术是一个综合的解决方案，其结合了Atum专有的重新编码算法、独特的遗传载体元素以及基于转座子的机制，可以有效地将遗传稳定的元素插入基因组中，能够快速、稳健和高效地生产高质量的蛋白药物。

据悉，Leap-In Transposase®技术具有多个特点。例如，通过整合整个转座子，Leap-In Transposase®能够消除表达构建体重排或串联的风险。同时，通过保持整合序列的结构完整性，其可使调控元件与适当的开放阅读框保持关联，以确保多个开放阅读框处于所需的表达比例。最后，其通过酶促剪切粘贴机制进行基因组整合，最终促进基因共表达。

2024年8月，Atum推出了基于CHO-K1的细胞系discoCHO™，用于瞬时蛋白质生产。据悉，discoCHO™经过基因编辑和细胞工程等创新技术的优化，能够实现强大的瞬时治疗性蛋白质表达，其关键质量属性与Atum现有的CHO-K1制造细胞系miCHO-GS相似，具有高表达性能、稳定性和可扩展性。

值得注意的是，discoCHO™可将研发成功无缝集成到miCHO-GS平台中，并实现稳定的生物制剂生产，最终可以更快地将药物推向市场，同时最大限度地降低风险。

图源：Atum官网

除此之外，Atum还开发了多款免费的软件工具。例如，生物信息学软件包Gene Designer，分子生物学家可通过其设计，克隆和验证遗传序列；质粒作图工具DNA ATLAS，用于显示任何DNA载体序列中的特征，例如启动子、标记、限制位点和开放阅读框等。并且，其在线Bioinformatics工具箱曾被《Genetic Engineering News》评为“网络最佳工具箱（Best of the Web）”。

凭借多个技术平台，Atum构建了一个全面集成的生物工程解决方案，能够为客户提供涵盖基因序列设计和合成，到早期蛋白质生产和详细分析以及细胞系和GMP主细胞库开发等所有环节的工具和解决方案，从而加速研究成果从实验室走向商业化应用的进程。

加强对外投资与合作，拓宽合成生物学技术应用边界

在不断创新技术、推出全新生命科学工具与解决方案的同时，Atum也通过对外投资以及合作合成生物学领域中的其他创新企业，以拓宽自身业务领域与合成生物学技术的应用边界。

在对外投资方面，2022年6月，Atum参与了生物技术公司Vernal Biosciences的2100万美元A轮融资。Vernal Biosciences是一家基因编辑领域的CDMO公司，提供mRNA和LNP-mRNA制造服务，以推动mRNA药物的开发和生产。

2023年4月，生物医药外包服务商Wheeler Bio宣布完成3100万美元A轮融资，Atum便是投资者之一。本轮融资推动了公司CGMP细胞库和原料药生产设施的建设。

在对外合作方面，Atum积极与合成生物学应用层领域企业达成合作。2023年9月，Atum宣布与生物制药公司Anagram Therapeutics扩大合作，旨在通过将Atum的核心技术优势与Anagram的研究积累等相结合，共同推进用于治疗吸收不良和营养代谢障碍的口服酶疗法。

此外，Atum不断推进核心技术的向外授权与许可。以Leap-In Transposase®技术为例。其中，在2022年4月，Atum与拓澳生物建立分销合作关系，在中国销售和推广Leap-In Transposase®平台，从而为中国药企在蛋白药物、病毒药物载体和细胞药物的生产上提供有力支持。迄今为止，全球已有多家制药公司与其就Leap-In Transposase®平台达成授权许可协议，并且已有10余项采用该技术的候选药物IND申请被监管机构批准。

根据麦肯锡预测，预计未来10—20年，合成生物学可能每年对全球产生的直接经济影响将达到2万亿-4万亿美元，其中医药与健康领域占比达到35%（约0.5万亿-1.3万亿美元）。到2025年，合成生物学与生物制造的经济价值将达到1000亿美元。在全球经济缺乏新增长曲线的当下，合成生物学与生物制造领域的巨大潜力，将成为推动经济增长和持续发展的重要力量。伴随着合成生物学产业的火爆，全球研究人员对合成生物学领域工具需求的不断增加。

而合成生物学的核心在于对生物组件的精确控制和编程，从而创造出能够执行特定任务的生物实体。正因如此，DNA合成、测序、编辑等使能技术的进步成熟是合成生物向前发展的关键。未来，随着工具层使能技术的不断更新，以及人工智能、机器学习等技术与合成生物学的深度融合，将进一步提高生物设计的精准度和效率，推动合成生物学在不同领域的应用和发展。

深耕21年、技术专利授予全球多家公司，这家企业如何用合成生物学创新生物工程解决方案