“合成生物学技术及应用进展”嘉宾报告大放送

合成生物学的快速发展正在改变生物技术行业的产业布局。目前，合成生物技术已经广泛应用于食品、农业、医疗等多个领域。伴随我国《“十四五”生物经济发展规划》的颁布，被誉为“第三次生物科技革命”的合成生物学研究热度高涨，但当前构建合成生物系统的内在逻辑尚处于摸索阶段，整个合成生物学领域正处于发展初期，需要先进的使能技术及解决方案推动合成生物学产业快速发展。

为帮助广大科研工作者及时了解合成生物技术的最新研究及应用进展，仪器信息网将于2023年10月10 日-11日举办第一届“合成生物学技术及应用进展”网络会议。届时将邀请业内专家做精彩报告，为广大用户搭建一个即时、高效的交流和学习的平台。

~~~~~报告嘉宾~~~~~

报告题目：《高效细胞工厂构建及产业应用》

【摘要】 化学品绿色生物制造是实现人类社会可持续发展的重要路径，人工高效细胞工厂构建是实现绿色生物制造的核心。本报告介绍了现阶段细胞工厂构建存在的科学、技术问题及挑战，从新生化反应发现、非天然途径设计构建、稳定自调控共培养系统建立及群体感应调控原理及应用等角度阐述了高效细胞工厂构建的新技术及策略，为化学品的绿色生物制造提供了参考。

报告题目：《HMOs的生物“智”造以及产业化》

【摘要】 人乳寡糖（HMO）对婴幼儿消化系统、肠道健康及免疫系统完善具有不可替代的作用。因此，生物合成HMOs，形成规模化生产被市场所期待。 本项目中，我们通过“HLBrain”的计算云平台，形成了自主技术路线，实现了产业化，产品纯度达到了98%以上，实现了我国在HMOs领域的突破。

报告题目：《赛默飞合成生物学中的高分辨质谱策略》

【摘要】 合成生物学是近年来迅速发展的一门综合性交叉学科，涉及了生物工程、制药工程、食品工程、生物学、化学等多领域多学科内容。在合成生物学中核心内容即构建DBTL循环，赛默飞Orbitrap高分辨质谱仪是将扫描速度，高分辨率，高灵敏度，谱图质量，质量精度完美融合，将高性能定性和定量能力有机的统一，助力合成生物学难题攻克！

报告题目：《利用合成生物学方法增加小分子结构多样性》

【摘要】 天然产物长期以来一直是小分子药物的宝贵来源，但它们在自然来源中的含量通常很低，且其化学结构复杂，这使得它们的提取或化学合成变得十分困难和成本高昂。异源生物合成复杂天然产物已成为一种有吸引力的方法，因为它们成本低且供应稳定。我们已经建立了几种不同的方法，用于在细菌和酵母中异源生物合成各种天然产物，包括抗生素和抗癌药物。更重要的是，我们通过理性设计或定向进化及高通量筛选，成功的改造了途径中的酶，以实现天然产物类似物的生产，这显著扩展了当前天然产物的化学空间。我们还开发了自动化系统来辅助酶进化和菌株构建，这将有助于发现具有多种结构、靶向选择性和药代动力学特性的天然产物或其类似物。

报告题目：《优化“启动子-RNA聚合酶”以实现目标产物的高产》

【摘要】 启动子及RNA聚合酶是转录水平的两个关键调控元件，控制细胞内代谢流量的分配。目标产物的合成与宿主细胞的生长竞争利用有限的RNA聚合酶。启动子招募过多或过少RNA聚合酶都不利于高产目标产物。研究发现，适度串联的启动子能明显提高3-羟基丙酸和吡咯喹啉醌的产量，而过度消耗RNA聚合酶导致宿主细胞生长变慢，从而阻碍目标产物3-羟基丙酸的生成。此外，受诱导的CRISPRi可协调和切换细胞生长和产物合成，从而高产目标产物。

报告题目：《岛津最新色谱质谱技术在合成生物学中的应用》

【摘要】 主要介绍岛津分析方法包及LCMSMS、LCMS-QTOF、MALDI-TOF等仪器在合成生物学质量控制中的应用。

报告题目：《人工智能驱动的合成生物制造创新模式》

【摘要】 当前合成生物制造产业发展瓶颈是如何从无到有构建生物合成途径，我们开发了全球最大的生物合成反应/途径数据库，进而构建了全球领先的合成生物设计技术体系，创建了人工智能驱动的合成生物制造研发链条，正在打造人工智能驱动的合成生物制造创新模式。

报告题目：《基于DNA纳米框架结构的仿病毒分子工具》

【摘要】 利用DNA折纸技术构建框架核酸纳米结构，可以指导各类分子在纳米尺度的精确空间排布和组装，构建纳米器件并实现功能化，为合成生物学提供了全新的研究工具和应用平台。受到病毒启发设计的三维框架核酸被用于组装具有明确尺寸形状的磷脂膜囊泡；组装仿病毒被动侵染颗粒和抑制侵染颗粒等。

报告题目：《基于液滴微流控技术氧化还原酶分子改造及其合成生物学应用研究》

【摘要】 液滴微流控超高通量筛选技术，基于互不相溶的两液相产生分散的油包水微液滴，可以在短时间内生成大量的液滴，大小均匀、互不干扰、性能稳定且一致，每个液滴可作为独立的单位进行培养，筛选通量高达10^7个/天，广泛应用于酶定向进化研究。本项目基于酿酒酵母表面展示技术液滴液滴微流控超高通量筛选技术，基于互不相溶的两液相产生分散的油包水微液滴，可以在短时间内生成大量的液滴，大小均匀、互不干扰、性能稳定且一致，每个液滴可作为独立的单位进行培养，筛选通量高达10^7个/天，广泛应用于酶定向进化研究。本项目基于酿酒酵母表面展示技术液滴微流控高通量筛选氧化还原酶，获取高性能突变体，为生物医药酶定向进化及合成生物学代谢途径关键酶性能优化提供了技术平台。

报告题目：《安捷伦高通量自动化流程在合成生物学领域的创新应用》

【摘要】 安捷伦高通量自动化流程在合成生物学领域的创新应用。

报告题目：《Hamilton自动化移液工作站在合成生物学领域的应用和卓越技术》

【摘要】 合成生物学领域需要严谨准确无交叉污染的DNA基因合成、基因克隆、微生物或细胞的克隆挑选与培养、发酵培养以及产物纯化鉴定等步骤，且往往需要较高的通量。Hamilton以其卓越的自动化移液技术及先进的台面内设备，为合成生物学领域的各个步骤均提供了优秀的硬件和自动化解决方案，其中多种设备和技术是业内独有，且对合成生物学关键步骤的长时间稳定准确运行至关重要。本报告将通过合成生物学的各种实验需求介绍Hamilton公司的解决方案和技术优势，为科学家和企业研发人员的相关研发工作提供助力。

报告题目：《创建可视化高通量策略定向筛选酚羟基化合物合成途径中关键羟化酶》

【摘要】 酶作为生物合成中的催化剂，其活性高低决定了目标产物能否高产。蛋白质工程介导的酶改造需快速简易的筛选方法。由此，以高值化合物没食子酸合成途径中羟化酶PobA为例，基于催化产物的独有特性，建立了一种肉眼可视化筛选方法，并从突变库中筛选到高活性突变体。高活性突变体的引入实现了没食子酸从葡萄糖起始的高效生物合成。

报告题目：《植物二萜的合成生物学研究》

【摘要】 二萜类化合物广泛存在于自然界，因其化学结构的多样性和良好的生物活性，在工业、医疗等领域具有广阔的应用前景。二萜合酶以及糖基化酶、羟基化酶等后修饰酶是二萜化合物生物合成过程中影响其化学结构多样性的主要因素。在过去几年，本课题组针对三尖杉烷二萜、贝壳杉烷二萜为代表的二萜化合物的合成过程进行了深入的研究。如通过对柱冠粗榧（Cephalotaxus harringtonia）转录组基因的挖掘，报道了三尖杉属植物二萜生物合成途径的关键萜类环化酶，揭示了三尖杉烷型二萜前体骨架三尖杉-12-烯的生物合成过程，为裸子植物二萜代谢多样性的起源和演化提供了深入见解；通过对冬凌草（Isodon rubescens (Hemsl.)Hara）基因组学的研究，揭示了贝壳杉烷二萜冬凌草甲素的氧化修饰机制；通过对甜叶菊等转录组学的挖掘，揭示了贝壳杉烷二萜糖基化修饰过程中底物识别专一性和产物生成特异性的分子机制。基于这些研究，本课题组以大肠杆菌为底盘高效地实现了11种不同氧化形式的对映-贝壳杉烷类二萜化合物的从头生物合成，实现了多种稀有二萜糖苷的高效合成，并实现了产业化推广。

报告题目：《技术瓶颈的突破—BioLector高通量微型生物反应器助力合成生物学科研与产业化》

【摘要】 1.合成生物学科研与产业化流程与技术痛点 2.技术瓶颈的突破性新技术 3.应用案例介绍。

报告题目：《过程数据驱动下的精准高通量筛选技术》

【摘要】 合成生物学的DBTL研究循环中，T环节急需要开发高通量、自动化和在线多参数测控技术的新型生物反应器，规避过去基于三角瓶培养方式测试菌种和工艺的结果误判和漏选现象。建立基于过程多尺度参数相关分析方法的高通量菌种筛选和工艺开发平台，形成过程数据驱动的理性决策方法。

报告题目：《翻译机制启发的氨基酸高产菌株筛选策略》

【摘要】 氨基酸是构成蛋白质的基本单元，也是动物生长和生产所需的大量营养素之一，全球市场总量已接近300亿美元。商业化的氨基酸主要由微生物发酵法制成，然而，除了谷氨酸、赖氨酸等少数大宗氨基酸品类，大多数氨基酸的发酵产量仍处于较低水平，部分氨基酸生产菌株与国外存在代差，因此，选育优良的生产菌株已成为填补氨基酸产能与需求差距的关键。基于自然界普遍存在的“密码子偏好性”规律及氨酰化反应的动力学特征，报告人开发了基于稀有密码子和人造tRNACUA的氨基酸高产菌株筛选策略，实现了对20种标准氨基酸乃至非蛋白质类氨基酸的快速指征，解决了长期困扰氨基酸生物制造的菌株选育难题，促进了氨基酸高产新机制的发现。

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