核心提示：2020年11月18日下午中國(guó)科學(xué)院青島生物能源與過程研究所呂雪峰研究員做客我校第131期“微生物學(xué)前沿論壇”并做了題為“藍(lán)細(xì)菌不‘藍(lán)’，土曲霉不‘土’——合成生物技術(shù)與微生物制造工程”的報(bào)告。
（通訊員 王棪 郭運(yùn)玲）11月18日下午，由生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院端木德強(qiáng)教授主持的第131期“微生物學(xué)前沿論壇”在第一綜合樓A102舉行，中國(guó)科學(xué)院青島生物能源與過程研究所研究員呂雪峰應(yīng)邀參加并做了題為“藍(lán)細(xì)菌不‘藍(lán)’，土曲霉不‘土’——合成生物技術(shù)與微生物制造工程”的報(bào)告。
? 呂雪峰研究員主要從藍(lán)細(xì)菌合成生物技術(shù)和綠色生物制造、土曲霉合成生物技術(shù)和綠色生物制造兩個(gè)方面詳細(xì)介紹了合成生物技術(shù)與微生物制造工程。以光合藍(lán)細(xì)菌、絲狀真菌兩種生物體系為研究對(duì)象，應(yīng)用系統(tǒng)生物技術(shù)、合成生物技術(shù)、過程工程技術(shù)手段，致力于揭示微生物生理和代謝功能機(jī)制，實(shí)現(xiàn)能源產(chǎn)品、醫(yī)藥產(chǎn)品和大宗化學(xué)品的綠色生物制造。以藍(lán)細(xì)菌為光合底盤細(xì)胞，進(jìn)行抗逆能力優(yōu)化，通過基因組差異互補(bǔ)篩選策略鑒定影響高溫高光耐受表型關(guān)鍵SNP，將含有SNP的DNA片段在野生型藍(lán)細(xì)菌中進(jìn)行同源重組，在高溫高光脅迫下篩選，發(fā)現(xiàn)所有的高溫高光耐受的轉(zhuǎn)化子AtpA基因都攜帶有一個(gè)C252Y的點(diǎn)突變，該突變能引起聚球藻PCC7942高溫高光條件下光合固碳速率的增加。將ATP合成酶的原位定向進(jìn)化和藍(lán)細(xì)菌的生理功能優(yōu)化結(jié)合起來，以ATP合成酶關(guān)鍵亞基為靶點(diǎn)，向藍(lán)細(xì)菌基因組靶向區(qū)域隨機(jī)引入突變，在脅迫條件下將進(jìn)化的ATP合成酶和耐高溫高光的藍(lán)細(xì)菌突變株同時(shí)篩選出來。以聚球藻PCC7924為模式，以AtpA為靶點(diǎn)，成功篩選到了新的功能位點(diǎn)和新的藍(lán)細(xì)菌抗逆菌株，證實(shí)該方法的可行性。開發(fā)ATP合成酶擾動(dòng)，通過ATP合成酶序列和表達(dá)的調(diào)控，可以提升藻類的抗逆能力與生長(zhǎng)速度，優(yōu)化光驅(qū)固碳合成的效率和魯棒性。一個(gè)具體的實(shí)際應(yīng)用實(shí)例，螺旋藻光驅(qū)固碳合成甘油葡糖苷，通過在鹽脅迫環(huán)境下積累GG以平衡細(xì)胞內(nèi)外滲透壓，再降低滲透壓后即可收集產(chǎn)物GG，最終的產(chǎn)品純度能達(dá)到國(guó)際最高水平（99.9%）。在絲狀真菌生物體系中，成功的產(chǎn)業(yè)化產(chǎn)品有新型殺蟲劑反式烏頭酸的微生物制造和植物源殺蟲劑大黃素甲醚的微生物制造。最后呂雪峰研究員就產(chǎn)學(xué)研合作表達(dá)了自己看法，他認(rèn)為技術(shù)研究還是應(yīng)該落地到實(shí)際應(yīng)用生產(chǎn)中。此次報(bào)告效果很好，令在場(chǎng)師生印象深刻，報(bào)告結(jié)束后，師生們積極踴躍提問。具體問題比如：藍(lán)細(xì)菌超突變株是否會(huì)對(duì)細(xì)胞其他生長(zhǎng)狀況產(chǎn)生影響，以及這種突變?cè)诨蚪MDNA水平是否有堿基偏愛性？不同物種中的ATP合成酶活性是否會(huì)有差異，在同時(shí)具有線粒體和葉綠體的真核體系中，線粒體和葉綠體中的ATP合成酶哪一種更容易突變？古菌的耐高溫特性是否與ATP合成酶有關(guān)聯(lián)？在這些成功的案例背后有什么樣的艱辛過程，將技術(shù)落地為應(yīng)用遇到過哪些困難，是如何克服的？呂雪峰研究員就這些問題一一作答，并表達(dá)了自己的獨(dú)特見解。參加報(bào)告的師生表示學(xué)習(xí)到了很多精彩的專業(yè)知識(shí)和產(chǎn)業(yè)化思維。
【人物簡(jiǎn)介】呂雪峰：中國(guó)科學(xué)院青島生物能源與過程研究所研究員。從事微生物代謝工程和合成生物學(xué)研究，主要研究方向：藍(lán)細(xì)菌、絲狀真菌等微生物細(xì)胞生理功能和代謝活動(dòng)的調(diào)控機(jī)制解析；開發(fā)新的微生物細(xì)胞工廠設(shè)計(jì)原則和構(gòu)建策略；藍(lán)細(xì)菌光驅(qū)固碳及他汀類降血脂藥物、新型生物農(nóng)藥的高效綠色生物制造。
審核人：端木德強(qiáng)
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