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我院陈国强教授荣获国际代谢工程奖(IMES Award)

2023-06-16 13:48:07

6月11日-15日,2023第15届国际代谢工程大会(15th Metabolic Engineering Conference,简称ME15)在新加坡隆重举办。

大会汇集了全球代谢工程领域的顶尖科学家,并围绕着“代谢工程中的大数据与人工智能”“代谢工程与下一代医药”“合成生物学与代谢工程”“生物铸造厂:代谢工程中的自动化”“代谢工程与生物制造:从实验室到工业化”“代谢工程与下一代底盘”等议题展开,多方位展示了代谢工程领域近两年的最新科技成果及未来研究热点。

图 | 大会现场

6月14日会议期间,举行了重要的2023年度国际代谢工程奖(IMES Award)颁奖仪式,清华大学生命科学学院、化工系教授、合成与系统生物学中心主任陈国强为本届该奖项唯一获奖者,也是首个获得该项荣誉的中国大陆地区学者。同时,陈国强教授在ME15大会上作题为“基于盐单胞菌合成生物技术的下一代工业生物技术体系”(Next Generation Industrial Biotechnology Based on Synthetic Biology of Halomonas spp.)的特邀报告,分享其在代谢工程领域的最新研究成果。

图 | 陈国强教授获国际代谢工程奖(IMES Award)

陈国强教授为全球顶尖合成生物学专家,不仅在全球合成生物学顶级期刊 Synthetic and Systems Biotechnology(《合成和系统生物技术》,简称SSB)担任共同主编,同时在国际学术期刊如Chemical Reviews 、Chemical Society Reviews等上共发表微生物技术和生物材料相关论文400多篇,Web of Science引用两万五千多次,H指数78。获得授权专利50多项,以及50个公开专利。

此次陈国强教授获得的国际代谢工程奖,由国际代谢工程学会发起,每两年授予一位在代谢工程领域做出卓越贡献的研究人员,并在其和美国化学工程师协会(AIChE)共同举办的国际代谢工程大会上颁奖。自2000年该奖项正式颁发以来,获奖者均来自海外,包括生物化学工程先驱James E.Bailey、合成生物学领域权威Jay Keasling,以及多位美国工程院院士等顶尖科学家,陈国强教授是首位获得该奖项的中国学者。

颁奖典礼上,国际代谢工程奖评选委员会主席、韩国科学院化学与生物分子工程系杰出教授、代谢与生物分子工程国家实验室主任Sang Yup Lee院士介绍了该奖项的评审情况,他表示:“陈国强教授团队最初采用了基于传统微生物底盘的工业生物技术(CIB),如使用大肠杆菌等作为底盘,然而在放大过程中存在染菌的问题。这促使他对嗜盐菌Halomonas进行开发,避免了染菌问题,并且实现连续开放、无需灭菌的发酵过程,这一技术已被广泛采用并应用于化学品的开放生产。因此组委会决定将2023国际代谢工程奖颁发给陈国强教授,以表彰他通过开发嗜盐菌和‘下一代工业生物技术’对代谢工程领域做出的杰出贡献。恭喜陈国强教授!”

图 | Sang Yup Lee院士(左)与陈国强教授(右)

资料显示,相较于传统化工制造,以合成生物学为核心的生物制造通常以可再生生物资源为原料,可摆脱对石油资源的依赖,降低能耗,大幅减少污染物生成,具有高效、绿色、可持续的优势特性。但由于微生物原有的生物系统限制,工业化生产过程中往往会遇到许多技术瓶颈。陈国强教授长期从事“生物合成PHA材料及其下一代工业生物技术(Next Generation Industrial Biotechnology, 简称NGIB)”的研究,利用合成生物学和代谢工程学方法,构建了更加符合规模化生产的工程菌株和技术体系,实现了生物制造产业关键核心技术的不断突破。

2005年,陈国强教授团队在位于世界最酷热、最干燥的地区之一、盐浓度达200克/升的中国新疆艾丁湖筛选出适应力最强的工业微生物菌株——嗜盐菌Halomonas,通过基因编辑、代谢网络调控等技术,重新构建了嗜盐菌的代谢网络,改造出适应能力更强、生长速度更快的菌株,并开发出适用于该底盘菌株的NGIB体系,覆盖了理论、模型、分子操作、实验室培养技术、中试技术及工业生产技术,以及部分产品的应用等。目前在该技术体系下,菌株已连续超过20代迭代。

相比于利用传统微生物底盘的工业生物技术(CIB),如大肠杆菌等,基于嗜盐菌的NGIB无需灭菌,生产过程可以开放和连续化,降低了能源和淡水消耗,并且降低了生物制造的复杂性和设备的制造成本,使生物制造产品竞争性得到增强。陈国强教授团队预测,NGIB能够将传统生物制造的能耗降低50%以上,并大幅提高生产效率。

对于获得2023年度国际代谢工程奖,陈国强教授表示:“我很荣幸能够得到这一奖项认可,也很激动能够再次与大家相聚在代谢工程领域的学术盛会。非常感谢国际学术界同仁一直以来的交流与帮助,是他们的杰出成就推动了代谢工程领域的发展,也非常感谢我的团队、学生为‘下一代工业生物技术’所作出的贡献。在各位学术同仁的努力下,代谢工程和合成生物学正在对更多领域产生积极的影响,我相信这些技术未来将扮演更加重要的角色,也期待能够为推动学术界、产业界发展做出更大的贡献。”

《人民日报》曾评价:“在合成生物学和‘下一代工业生物技术’制造PHA生物塑料的道路上,陈国强团队使我国处于世界领先的水平。”目前,陈国强教授开发的技术已经在合成生物学产业中得以应用,国内已有多家企业如微构工场、微琪生物、安琪酵母等已应用最新的NGIB技术,进行规模化生物制造。可以说,受到国际认可,并实现了产业化落地的NGIB体系,前景无限可期。