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H.bluephagenesis TD 1.0 SSM系列菌株
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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]
清华陈国强团队实现低盐下开放式非无菌聚羟基丁酸合成,工程化改造盐单胞菌!
行业背景与核心瓶颈 - 核心微生物菌种是生物制造产业的关键,决定了发酵工艺的效率、成本与产品竞争力,类似于产业的“芯片”[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、有机酸到酶制剂等关键生产菌株均依赖国外[2] - 这一依赖局面推高了技术引进与工艺适配成本,并在产业链供应链层面埋下隐患,核心菌种的自主可控已成为行业必须突破的瓶颈[2] 技术突破与现有挑战 - 清华大学生命学院陈国强教授团队经过二十余年攻关,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,并建立了基于极端微生物的下一代工业生物技术[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,能显著降低能耗与设备成本[3] - 然而,该嗜盐菌底盘依赖较高盐度以维持细胞活性,通常需要30-60g/L的NaCl,这限制了其在更低盐、更灵活工艺体系中的应用,并增加了后续废水处理与环境负荷[3] 最新研究成果 - 针对高盐依赖的挑战,陈国强团队采用迭代工程化改造策略,成功构建了SSM系列工程菌株,该菌株在仅含0.1%(w/v)NaCl的条件下仍可稳健生长[4] - 研究成果以“Engineering Halomonas for Low Salt Open Unsterile Production of Polyhydroxybutyrate”为题,在线发表于《生物技术趋势》[5] - 研究通过基因编辑、适应性实验室进化、代谢重构及发酵过程工程等多种策略,对菌株进行系统优化,构建了H.bluephagenesis TD 1.0 SSM系列菌株[5] - 该系列菌株在盐度最低仅0.1%(w/v)NaCl且pH=9的高碱性条件下仍可稳定生长,同时保留了在高盐环境中的耐受特性,显著拓展了渗透压适应范围[5] 性能数据与应用潜力 - 在7L生物反应器中,工程菌株在仅含5g/L NaCl的矿物培养基中即可实现稳定的开放非无菌培养[9] - 在44小时的发酵中,获得了最高约76g/L的细胞干重,其中目标产物聚羟基丁酸酯的含量高达86%[9] - 碳源底物葡萄糖到PHB的转化率约为39%[9] - 该成果表明,工程化嗜盐菌体系在显著降低盐度依赖的同时,仍保持了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[9] 产业活动与平台 - 第11届生物基大会暨展览将于2026年5月20-22日在上海举行,旨在搭建上下游高效合作平台,助推产业绿色低碳转型[11] - 大会将包含11大主题论坛,涵盖生物基产业宏观论坛、关键化学品与材料、生物基CASE、生物基国际合作、HMF-FDCA-PEF产业、生物基/可降解包装、生物基运输物流托盘、运动鞋服用生物基材料、车用生物基材料、前沿科技青年科学家论坛、产业投资与路演等[11] - 同期将举办7大活动,包括生物基产业展览、终端品牌需求对接、标准评审会、新产品新技术发布会、生物基产业高层战略研讨会、科技成果对接及人才招聘[11] - 第4届DT新叶奖评选正在进行,设置创新材料奖、创新应用奖、最具商业价值奖、创新行业解决方案奖四大奖项[13] - 行业存在多个专业会议平台,包括2026年8月举办的合成生物学与绿色生物制造大会,以及2026年11月举办的非粮碳源高值化利用大会[15]