有一个事实或许你并不知晓,那就是:你所服用的药物,所饮用的酒水,甚至于所穿着的衣物,其背后极有可能都离不开江南大学某一实验室的技术支持。该机构名为“工业生物技术教育部重点实验室”,正全力以赴地去攻克生物制造领域的“卡脖子”难题,助力中国从制造大国朝着制造强国迈进。
破解微生物的代码
若将微生物细胞比作一座微型工厂,那么代谢工程便是破解工厂内部“生产代码”的技术,实验室的研究人员于微生物基因组的基础之上,着手开发快速分析技术 ,试图搞明白这些微小生命体怎样吸收营养 ,怎样产生能量 ,以及为何会合成特定物质。
运用基因缺失以及环境扰动等这般技术手段,科学家们得以精准找出控制关键代谢产物的基因位点,他们借助代谢组学技术体系,去追踪细胞内部每一个分子的变化轨迹,以此为后续的改造工作构建起坚实基础,这恰似拿到了工厂的设计图纸,明白哪里能够进行优化、哪里能够实施改进。
从改造到重构细胞
熟知了细胞原本的代谢规律过后,紧接着的步骤便是主动去实施改造,实验室所开展的反向代谢工程技术方面的研究,使得科学家能够如同工程师那般,针对微生物的代谢网络予以重新设计以及优化,他们借助高通量筛选的方式,迅速寻觅到最为理想的改造方案。
更为前沿的是合成生物学技术得以应用,研究人员着手尝试去重构整个生物系统,把不同来源的基因模块组合到一块儿在,赋予微生物全新的功能,这种从“分析”转至“合成”的转变,则意味着人类对于生命的理解迈入了一个全新的层次,还为生产稀有药物、新材料创造了可能。
让发酵过程更聪明
仅仅依靠“糖 + 菌”这般简单组合,并非就能产出发酵工程的产品。实验室里的研究人员,深入至于分子以及细胞水平,去研究发酵过程中每一个细节。究其实所关注的,乃是营养物质的配比情况,环境条件的变化情形,反应器的操作方式状况,而这些看似平常的工程因素,实际上对于最终产品的产量以及质量有着决定性影响。
对于发酵工业所产生的废水废渣,实验室给出了新的解决办法。他们钻研怎样使这些废弃物实现循环利用,借由重复发酵技术化废为宝,构建起清洁生产的技术体系。这既削减了企业的生产成本,又减缓了对环境的负担,致使传统发酵产业愈发绿色环保。
寻找高效的生物催化剂
于精细化学品以及手性化合物的生产范畴内,化学催化剂时常遭遇效率低下、污染严重的状况。实验室的生物催化与酶技术这一方向呀,就是要于大自然数量众多的微生物里选取,挑出那些具备特殊催化能力的“佼佼者”。他们构建了天然生物催化剂的资源库,运用生物信息学方式迅速确定目标。
仅有找到优良的酶是不足够的,还得要使其更加“顺从人意”。科研人员借助定向进化以及理性设计技术,针对天然酶予以改造,使得它们能够于工业生产的高温、强酸等严苛条件之下维持活力。新的辅酶再生技术、非水相生物催化体系的构建,致使这些生物催化剂的应用范畴愈发广泛。
扎实的科研产出
历经多年积攒,该实验室呈上了一份引人注目的成绩清单。在最近五年期间,他们承接了国家以及省部级的项目达232项,当中涵盖了国家重点研发规划以及国家自然科学基金重点项目,并且还跟中粮生化、贵州茅台、安琪酵母等处于行业领先地位的企业展开了透彻合作。
对于学术成果而言,实验室于诸如Nature Communications、Science Advances这般的国际顶级期刊之上,发表了数量为665篇的高质量论文。其授权的发明专利数量达到了664项,当中有50项属于国际专利。依据中科院成都文献情报中心所给出的报告,江南大学在生物制造领域里,其发明专利家族数处于全球排名第一的位置,而这个实验室正是此中的主力军。
打造人才高地
一个实验室所具备的水平,其最终是由人的水平来决定的。在这里,已经构建起了一支以中国工程院院士作为领军人物的教学科研队伍,并且汇聚了一批属于国家级别的人才。这些人,他们不单单是科研方面的主力,同时还是肩负着培养下一代科研人才任务的导师。
实验室秉持“开放、流动、联合、竞争”这种运行机制,搭建起“专管共享”的仪器平台。一流的设备,再加上一流的人才,使得这里变成我国工业生物技术领域极具影响力的研究基地当中的一个,为国家不断输送着既知晓科学又明白产业的创新型人才。
瞧了这般许多,你认为自身日常生活里最没法离开哪种生物技术制成品呢?是抗生素类的药物,还是啤酒以及酸奶,又或者是别的事物呢?欢迎于评论区去分享你的见解,点个赞好使更多人知晓我们身旁的科研力量!


