文章核心观点 - 2025年国内合成生物学领域在学术研究方面取得显著进展，众多科研团队在《Nature》系列子刊上发表了18篇高质量论文，展现了该领域的研究实力与创新水平，研究覆盖了从基础工具开发到产业化应用的全链条[1][2] 学术研究进展：工具与平台开发 - 大规模并行DNA合成系统：华大研究院沈玥团队开发了基于微芯片的大规模并行DNA合成系统（mMPS），首次实现DNA合成产物浓度提升4-6个数量级，并在425个不同复杂度基因及1254个人体蛋白结构域突变库组装中显著提高成功率[4][6] - 工业自动化蛋白质进化实验室：清华大学张数一教授团队构建了工业级自动化实验室iAutoEvoLab，将连续定向进化系统与工业自动化、遗传电路控制相结合，实现了对蛋白质的可编程进化[32] - 编程无膜隔室生物通信：上海交通大学夏小霞、钱志刚教授团队实现了对二元群体无膜区室生物通讯的可编程控制，能按需输送分子，并响应蛋白酶或DNA信息[23] - 装配线酶的即插即用改造：西湖大学张骊駻团队提出了模块化聚酮合成酶（PKS）的即插即用重编程策略，揭示了两个保守基序作为强大切割位点，可实现定制化聚酮化合物生产[27] 学术研究进展：催化与转化路径创新 - 电催化-生物催化串联系统：电子科技大学夏川、郑婷婷等团队开发串联电化学生物系统，利用插层钌电催化剂将工业过剩丙酮完全转化为~100%纯异丙醇，并进一步由工程酵母合成对香豆酸、游离脂肪酸和番茄红素[3][38] - 人工海洋碳循环路径：中国科学院深圳先进院高翔与电子科技大学夏川团队合作，提出面向天然海水的高效CO2捕集与电催化转化路径，并升级为可降解材料单体，为“蓝色经济”提供新路径[11] - 辅因子自循环多酶平台：上海交通大学倪俊团队开发iMECS策略，将木质素单体阿魏酸转化为姜黄素，产率达126.4 mg/L，且在不添加外源辅因子下转化率超过90%[12] - 小分子还原剂介导酶催化：湖北大学李爱涛与厦门大学王斌举团队提出了血红素过加氧酶利用氧气和小分子还原剂（如抗坏血酸）的新催化途径，避免了使用H2O2导致的酶失活，并实现了手性高附加值产品的高效生产[10] 学术研究进展：微生物与细胞工厂构建 - 链霉菌即插即用生产系统：中国科学院微生物研究所王为善等团队开发链霉菌多路人工控制系统（SMARTS），实现工业级发酵稳定，其中白维菌素菌株在120 m³工业发酵中滴度达8.4 g/L，表柔比星滴度较传统菌株提升1.81倍[7] - 毕赤酵母高效合成黄酮糖苷：华东理工大学蔡孟浩等团队通过四模块策略在毕赤酵母中实现植物源黄酮糖苷的高效合成，目标产物滴度超26 g/L[20] - 大肠杆菌-类囊体杂合产氢系统：山东师范大学唐波、李璐团队构建了具有双通道能量通路的大肠杆菌-类囊体杂合体系，实现了优异的光驱动氢气产率[15] - 合成酵母群落生产木脂素：浙江理工大学张磊等团队通过构建具有强制性互利共生的合成酵母群落，实现了植物木脂素（如松脂醇、落叶松树脂酚）的从头合成[24] 学术研究进展：天然产物生物合成 - 完整解析鱼藤酮合成途径：西湖大学洪本科团队首次完整阐明了鱼藤酮类天然产物的生物合成途径，鉴定出关键的非典型2ODD氧化酶，并在本氏烟草中构建了长达15个酶的反应途径，实现了六种鱼藤酮类化合物的从头合成[16] - 植物底盘高效合成异黄酮：南方科技大学黄安诚团队通过重塑本氏烟草代谢流创制高产异黄酮植物底盘，关键异黄酮染料木素和大豆苷元在干叶片中产量分别达到11.8 g/kg和7.0 g/kg，并实现了大豆素I和II的高效合成，产量分别达2.6 g/kg和5.9 g/kg[28] - 新型II型聚酮合成酶体系：中国科学院上海有机化学研究所刘文课题组发现了一类以甲基丙二酰辅酶A为底物催化二酮单元形成的新型II型聚酮合成酶，打破了40年来对该类酶延伸单元单一性的认知[19] 学术研究进展：材料与可持续技术 - 工程孢子编程可降解活塑料：中国科学院深圳先进院戴卓君团队通过对微生物孢子进行基因编辑，使其能分泌塑料降解酶，并将孢子包埋在塑料基质中，创造出可在特定条件下降解的“活塑料”[31] - 动态调控细胞代谢：中国科学院天津工业生物技术研究所张大伟团队开发了可编程的双功能葡萄糖摄取率生物传感器（GURBs），用于实时监测并动态调控大肠杆菌的中心代谢，以提高目标产物产量和生产效率[36] 行业活动与展望 - 第十一届生物基大会暨展览（Bio-based 2026） 将于2026年5月20-22日在上海举办，大会包含11场特色论坛和7大同期活动，涵盖生物基产业从技术开发到应用落地的全产业链，并将举办第四届新叶奖（NEW LEAF AWARD 2026）创新评选[40][41]