生物制造产业核心菌种自主可控
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陈国强教授团队最新研究进展!实现低盐条件下开放式非无菌聚羟基丁酸(PHB)合成!
synbio新材料· 2026-03-03 14:44
行业背景与核心瓶颈 - 核心微生物菌种是生物制造产业的“芯片”,决定了发酵工艺的效率、成本与产品竞争力 [2] - 当前中国生物制造产业的核心菌种超过80%依赖进口,从大宗氨基酸、有机酸到酶制剂,诸多关键生产菌株依赖国外 [2] - 这一局面推高了技术引进与工艺适配的成本,并在产业链供应链层面埋下隐患 [2] - 核心微生物菌种的自主可控已成为行业必须突破的瓶颈 [2] 技术突破与研发成果 - 清华大学生命学院陈国强教授团队从野生环境分离得到耐盐碱的嗜盐菌天然菌株,经过二十余年系统攻关,成功创制出具有完全自主知识产权的新型底盘细胞——Halomonas bluephagenesis TD系列及其衍生菌株 [3] - 该技术实现了在开放条件下连续发酵,彻底规避灭菌环节,显著降低能耗与设备成本,在国际上首次提出并建立了基于极端微生物的下一代工业生物技术 [3] - 针对嗜盐菌依赖高盐度(通常30-60g/L NaCl)的限制,团队采用迭代工程化改造策略,成功构建了在仅含0.1%(w/v)NaCl条件下仍可稳健生长的SSM系列工程菌株 [4] - 研究成果以论文形式在线发表于《生物技术趋势》,通过系统性的工程化改造,构建了一系列在低盐条件下仍保持稳健生长能力的工程化菌株 [5] - 研究团队综合运用基因编辑、适应性实验室进化、代谢重构以及发酵过程工程等多种策略,对菌株的渗透压调控、细胞形态与代谢网络进行了系统优化 [7] 性能数据与产业化潜力 - 在7L生物反应器中,该工程菌株在仅含有5g/L NaCl的矿物培养基发酵条件下即可实现稳定的开放非无菌培养 [7] - 在44小时内获得最高约76g/L的细胞干重,其中聚羟基丁酸含量高达86%,碳源底物葡萄糖到PHB的转化率约39% [7] - 该工程化嗜盐菌体系在显著降低盐度依赖的同时,仍可保持优异且稳定的生物制造性能,为未来节能、低碳、低成本的工业生物技术路线提供了可行范式 [7] - 研究为嗜盐菌底盘的精细化工程改造提供新范式,也为中国自主知识产权工业菌株的深度优化与产业化应用奠定理论依据与技术储备 [4] 行业活动与推广 - “第五届中国合成生物学及生物制造大会”将于2026年3月31日-4月1日在杭州举行 [11] - 北京微构工场联合创始人兰宇轩先生将出席生物基化学品与材料专场,并分享主题报告《下一代工业生物技术低成本生产高性能PHA》 [11]