10月26日下午,2022年第六期格微致知学术论坛顺利开讲,清华大学生命科学学院陈国强教授应邀参加,并作了题为“嗜盐菌合成生物学和下一代工业生物技术”的学术报告。本次报告由微生物技术研究院副院长王海龙教授主持,线上约170名师生参加。
报告首先从合成生物学的学科性质出发,介绍了合成生物学的定义与内涵,强调了该学科的应用性。之后通过提出“如何改造生命?”的关键科学问题引出了“改造外观”,“改造内部结构”,“改造生长方式”, “改造代谢途径”和“改造产物合成路径”总共五个改造方向并结合实际案例逐一进行讲述。
陈国强教授首先通过调控微生物生长相关基因使杆状细菌转变为丝状和球状,之后又对相关基因进行调控改变了细菌细胞内含物的组成,实现了微生物外观与内部结构上的改造。在“改造生长方式”方面,陈国强教授构建了人工合成回路使细菌能以多分裂的方式繁殖,随后设计了基因表达振荡器并将其应用于基因调控,使细菌可以通过自裂解的方式释放细胞内含物,对缩短工业微生物发酵周期与简化产物回收流程具有重要意义。
聚焦于全球塑料污染与生物制造易染菌,高能耗等诸多问题,陈国强教授团队从极端环境采集到的1000多种微生物中分离出两株生长快速、耐高低温耐盐的新型底盘菌,对其代谢途径进行重构并结合现有生物制造技术实现了绿色生物塑料PHA系列产品的大规模生产,该菌株可利用简单处理的海水进行发酵,高盐高碱的环境避免了发酵过程中的染菌问题,并可通过形态学工程,细胞自凝絮等方法实现开放式连续发酵。
最后,在“改造产物合成路径”方面,报告提出了“下一代工业生物技术(NBIG)”概念,其产业化平台“微构工场”集成了20种性能优异的底盘菌株,成功生产了多种化学品,大幅降低生物制造成本,升级了生物制造的“中国范式”。
陈国强,清华大学生命科学学院化工系教授、博士生导师,合成与系统生物学中心主任,获国家杰出青年基金、纽伦堡国际发明奖、国家发明二等奖(排名第一)、谈家祯生命科学创新奖、茅以升科技奖、首届闵恩泽能源化工杰出贡献奖、候德傍化工创新奖和教育部高校青年教师奖等。曾连续6年获得清华大学学生“良师益友”的称号,进入清华大学“良师益友”名人堂。连续7年获得清华大学高论文他引的“梅贻琦奖”。长期从事“生物合成PHA材料及其下一代工业生物技术”的研究。共发表微生物技术和生物材料相关论文400多篇,Google Scholar引用六万多次,H指数100。