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    学术交流丨微生物天然产物的创新智造与高效挖掘

    发布时间:2020-9-30 16:40:35阅读次数: 分享到:

        微生物药物是来源于微生物的药物总称,包括来源于微生物整体或部分实体的药物和来源于微生物代谢产物的药物。前者是“生物制品”的重要组成部分,后者分为来源于微生物初级代谢产物的药物和来源于微生物次级代谢产物的药物两类。而在控制感染、保障人类健康、延长寿命中发挥重要作用的抗生素仅是微生物药物中的一类。微生物天然产物是国民经济的重要支柱,目前我国已有超过200个品种的微生物药物,年生产值达1000亿元以上,已经成为全球最大的生产国。


        2020年9月28日上午,应菲沙基因邀请,武汉大学刘天罡教授莅临菲沙基因武汉总部以“微生物天然产物创新智造与高效挖掘”为题进行现场报告,分享微生物天然产物创新合成的精彩案例故事。



        报告伊始,刘教授结合自身科研经历讲述了三代测序在合成生物学、疾病样本检测等方面的重要应用,随后以“合成生物学面临的科学问题”为主轴分享了“完成代谢途径的设计”、“提高异源合成体系的效率问题”、“新兴产物资源的挖掘”等系列精彩内容。


        其中,在“完成代谢途径的设计”版块,刘教授重点以维生素E为例,详细介绍了VE艰辛的合成历程,并指出与化学全合成相比,VE生物半合成途径使生产成本降低了30%,两年间新增产值20多亿,直接改变了全球VE的市场格局,使得中国企业在VE领域越来越有话语权,从而树立了极大的“文化自信”。在“提高异源合成体系的效率问题”版块,刘教授以类胡萝卜素的高效合成为例,介绍了天然多酶复合体的概念及应用,随后又着重介绍了番茄红素的工业化生产。而在“新兴产物资源的挖掘”版块,刘教授指出,基因资源大于产物资源,基因测序公共数据库是挖掘新兴产物的重要平台,其以羊毛硫肽为例,详细介绍了公共数据库在底盘挖掘、限速步骤锁定、工业菌株产量提升、突变体筛选等步骤中的重要作用。


        此外,作为武汉本土的科研中坚力量,刘天罡教授团队在武汉“抗疫”期间,通过亲临一线、捐款捐物、筛选抗新冠肺炎化合物等方式支援“抗疫”,受到了包括人民日报、科技日报等多家媒体的广泛报道,这不禁让人由衷点赞!


        报告结束后,刘教授与菲沙小伙伴进行了交流探讨,分享了自己对于植物代谢合成通路构建、三维基因组助力解析微生物调控机制的看法,指出新兴技术的发展为合成生物学的研究带来了新的机遇。


        展望未来,基因组学和合成生物学将是人类认识生命和改造生命的热点领域?;蜃榈榷嘧檠Ъ际酰òɑ蜃?、转录组、表观基因组以及蛋白/代谢组)结合合成生物学技术将大幅度提升人类对生命过程的认知,和按照人类需求改造、合成生命的能力。借助多组学的研究手段,对人体、动植物或微生物中存在的天然化合物的生物合成相关元器件进行发掘和表征,通过工程学原理对其进行设计和标准化,在底盘细胞中装配与集成,重建生物合成途径和代谢网络,从而能够实现对目标化合物的定向和高效的异源合成。菲沙基因也将充分发挥自身优势,将最新的三代测序和三维基因组技术应用到合成生物学的上下游应用领域,从系统生物学的角度整合计算生物学和多组学(omics)数据,为合成生物学的设计提供理论依据和指导,加快合成生物学在更多药物、食品添加剂以及其它高附加值产品的生物合成中的应用。


    刘天罡教授简介


        武汉大学刘天罡教授及其课题组致力于天然产物合成机制的解析以及在此基础上的微生物药物和化学品营养品的创新和高效制造,其建立的定向合成代谢策略在脂肪酸合成途径,甲羟戊酸合成途径以及聚酮合成途径的高效构建取得了一系列成果。目前发表包括《PNAS》、《J AM CHEM SOC》、《Metabolic Engineering》、《Angew Chem》、《Nature Communications》、《Advanced Science》等50多篇SCI论文,总SCI引用次数超过1600次,H指数24;担任本领域内主流杂志《ACS Synthetic Biology》编委,《Metabolic Engineering Communications》副主编,并十多次受邀在国际国内会议上做大会主旨报告。

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