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中国科学院吕雪峰研究员做客微生物学前沿论坛

来源: 责任编辑:涂立超 发布:2020-11-19 点击量:


核心提示2020年11月18日下午中国科学院青岛生物能源与过程研究所吕雪峰研究员做客我校第131期“微生物学前沿论坛”并做了题为“蓝细菌不‘蓝’,土曲霉不‘土’——合成生物技术与微生物制造工程”的报告。


(通讯员 王棪 郭运玲)11月18日下午,由生命科学技术学院端木德强教授主持的第131期“微生物学前沿论坛”在第一综合楼A102举行,中国科学院青岛生物能源与过程研究所研究员吕雪峰应邀参加并做了题为“蓝细菌不‘蓝’,土曲霉不‘土’——合成生物技术与微生物制造工程”的报告。
  吕雪峰研究员主要从蓝细菌合成生物技术和绿色生物制造、土曲霉合成生物技术和绿色生物制造两个方面详细介绍了合成生物技术与微生物制造工程。以光合蓝细菌、丝状真菌两种生物体系为研究对象,应用系统生物技术、合成生物技术、过程工程技术手段,致力于揭示微生物生理和代谢功能机制,实现能源产品、医药产品和大宗化学品的绿色生物制造。以蓝细菌为光合底盘细胞,进行抗逆能力优化,通过基因组差异互补筛选策略鉴定影响高温高光耐受表型关键SNP,将含有SNP的DNA片段在野生型蓝细菌中进行同源重组,在高温高光胁迫下筛选,发现所有的高温高光耐受的转化子AtpA基因都携带有一个C252Y的点突变,该突变能引起聚球藻PCC7942高温高光条件下光合固碳速率的增加。将ATP合成酶的原位定向进化和蓝细菌的生理功能优化结合起来,以ATP合成酶关键亚基为靶点,向蓝细菌基因组靶向区域随机引入突变,在胁迫条件下将进化的ATP合成酶和耐高温高光的蓝细菌突变株同时筛选出来。以聚球藻PCC7924为模式,以AtpA为靶点,成功筛选到了新的功能位点和新的蓝细菌抗逆菌株,证实该方法的可行性。开发ATP合成酶扰动,通过ATP合成酶序列和表达的调控,可以提升藻类的抗逆能力与生长速度,优化光驱固碳合成的效率和鲁棒性。一个具体的实际应用实例,螺旋藻光驱固碳合成甘油葡糖苷,通过在盐胁迫环境下积累GG以平衡细胞内外渗透压,再降低渗透压后即可收集产物GG,最终的产品纯度能达到国际最高水平(99.9%)。在丝状真菌生物体系中,成功的产业化产品有新型杀虫剂反式乌头酸的微生物制造和植物源杀虫剂大黄素甲醚的微生物制造。最后吕雪峰研究员就产学研合作表达了自己看法,他认为技术研究还是应该落地到实际应用生产中。此次报告效果很好,令在场师生印象深刻,报告结束后,师生们积极踊跃提问。具体问题比如:蓝细菌超突变株是否会对细胞其他生长状况产生影响,以及这种突变在基因组DNA水平是否有碱基偏爱性?不同物种中的ATP合成酶活性是否会有差异,在同时具有线粒体和叶绿体的真核体系中,线粒体和叶绿体中的ATP合成酶哪一种更容易突变?古菌的耐高温特性是否与ATP合成酶有关联?在这些成功的案例背后有什么样的艰辛过程,将技术落地为应用遇到过哪些困难,是如何克服的?吕雪峰研究员就这些问题一一作答,并表达了自己的独特见解。参加报告的师生表示学习到了很多精彩的专业知识和产业化思维。


【人物简介】吕雪峰中国科学院青岛生物能源与过程研究所研究员。从事微生物代谢工程和合成生物学研究,主要研究方向:蓝细菌、丝状真菌等微生物细胞生理功能和代谢活动的调控机制解析;开发新的微生物细胞工厂设计原则和构建策略;蓝细菌光驱固碳及他汀类降血脂药物、新型生物农药的高效绿色生物制造。

审核人:端木德强



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