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学术报告

【学术交流例会】微生物代谢国家重点实验室学术交流例会2021-[03]

主要完成人: 发表日期:2021-03-16 点击数:229

报告题目一:电遗传学和微生物电催化

报告人:宋浩 教授、博士生导师

 

报告人简介:
  天津大学化工学院制药工程系系主任。国家万人计划科技创新领军人才、科技部中青年科技创新领军人才,国家青年特聘专家,中国生物工程学会合成生物学专业委员会副主任。研究方向合成生物学和电能细胞,侧重电能细胞设计构建及在能源环境领域的工业应用;并利用合成生物学和代谢工程方法研究药物和营养品生物合成酶催化不对称药物生物转化。主持承担多项国家级项目,包括科技部合成生物学重点研发专项-电能细胞设计合成(首席科学家)、科技部863计划、国家自然科学基金、国家海洋局项目等。在合成生物学相关领域期刊,如Nature Chemical Biology、Nature Communications、Angewandte Chemie、Energy & Environmental Science、Chemical Society Reviews等发表文章110篇。

 

报告摘要:
  微生物电催化过程是指微生物细胞通过双向电子传递与外界环境进行物质能量交换,在国家安全、能源、环境等领域展现出重要应用前景。但电子传递效率低下的重大缺陷已成为制约微生物电催化领域产业化的核心瓶颈。通过合成生物学和光电遗传学技术,并结合半导体合成生物学,从单细胞、多细胞系统以及半导体材料进行多尺度研究,阐明了限制微生物电催化效率的关键机制,全新设计构建了高效微生物电催化系统。此次报告内容主要包括:(1)揭示单菌及菌群电子传递和“物质-能量代谢”互作机制,开发调控细胞电子传递途径中多模块组装的合成生物学策略,构建高效放电的微生物燃料电池和混菌人工体系。(2)微生物光-电合成:构建"细胞-酶-材料"人工杂合体,调控“细胞-酶-材料”表界面动力学过程,提高能量转化效率。通过基因线路设计结合光电遗传学,构建光-电控制的智能细胞,实现光电驱动固碳固氮高效定向合成高附加值化学品,为半导体合成生物学和光电遗传学在微生物电催化体系中的设计构建提供了重要指导。


报告题目二:
无细胞合成生物学:从原型设计到应用拓展

报告人:卢元 特别研究员、博士生导师

 

报告人简介:
  清华大学化学工程系副教授。2009年获清华大学博士学位;2009年至2014年先后在美国约翰霍普金斯大学和斯坦福大学从事博士后研究工作;2014年任日本东京大学特任研究员;2016年于清华大学化学工程系任职。该课题组研究的中心模式是利用多学科交叉手段操作生物大分子和复杂的生物网络;研究的焦点在于发展和应用世界最前沿的技术,突破天然生命体系的限制,快速改造核酸分子、蛋白质、代谢路径、细胞和系统网络,以解决生物制造、人类健康等领域最具挑战性的工程难题。更多信息请浏览课题组网站: http://LuLab.org/ 。

 

报告摘要:
  目前基于细胞的合成生物学发展面临难以逾越的四大挑战:难以标准化、不可预见性、不相容性和高复杂度。为克服这些挑战,一项新技术手段正在兴起:无细胞合成生物学,即在体外实现生物学的中心法则。由于它的简单性、开放性和易放大性,给生物合成工程化提供了极大的自由度。该项技术已成功应用在不同生物工程领域,包括生物原型设计、细胞难表达蛋白质合成、人工细胞构筑等,并推动了基础生物学、生物医药、生物催化、生物传感等领域的迅速发展。此次报告内容主要包括:(1)通过区室化限域构筑、物理响应时空调控、微尺度过程强化等手段,创建基于转录翻译体外重构和调控的新型通用无细胞蛋白质合成平台;(2)以无细胞蛋白质合成平台为基础,实现难表达的天然膜蛋白质、复合蛋白质和非天然蛋白质等物质的高效合成、精准设计和理性改造,解决细胞体内合成手段中的科学与工程难题,拓展在生物医药和生物传感等领域的应用。

 

主持人:刘晨光 副教授

  间:2021年3月19日 下午 14:00-15:30

  点闵行校区生命药学楼树华多功能厅