相信通过结合下一代工业生物技术，中国将具有更强的国际竞争力。
3月20日下午，第29期AIR学术沙龙如期在线举行。本期活动荣幸地邀请到了清华大学生命科学学院教授陈国强为我们作题为《嗜盐菌合成生物学和“下一代工业生物技术”》的报告。本次活动由清华大学智能产业研究院（AIR）兰艳艳教授主持，AIR官方视频号同步直播，当日线上近1000次观看。
陈国强教授是清华大学生命科学学院长聘教授，博士生导师，教育部长江学者特聘教授，清华合成与系统生物学中心主任；
曾担任973计划、国家重点研发计划“合成生物学”专项首席科学家；
长期从事“生物合成PHA材料及其下一代工业生物技术”的研究。
陈国强教授在国际学术期刊如Chemical Reviews, Chemical Society Reviews, Science, Advanced Materials, Advanced Science, Nucleic Acids Research, Nature Communications, Trends in Biotechnology, Biometaerials, Metabolic Engineering, Current Opinions in Biotechnology等上共发表微生物技术和生物材料相关论文350多篇，Web of Science纪录论文被引用两万两千多次（H指数为72）[Google Scholar引用六万多次，H指数100]。获得授权专利50多项，50个公开专利。他开发的技术已经在数家公司用于大规模生产微生物塑料聚羟基脂肪酸酯PHA。
本次讲座陈教授先给大家介绍了合成生物学的基本概念和研究格局。
陈教授指出，合成生物学是在工程科学理念指导下综合系统、合成、定量、计算与理论科学手段，以“设计-合成-检测-学习”迭代研究认识生命，创建特定结构功能人造生命的理论框架与方法体系。
陈教授还介绍了合成生物相关公司，让我们对产业界的局势有了直观的认识。
陈教授首先给我们介绍了细菌形态学工程，通过遗传操作让小小的细菌长出“三头六臂”。ftsZ这一基因敲除可以促进细菌一直伸长生长，长成细丝状形态；敲除mreB基因则能造成杆状细胞变为球形；敲除phoP1基因就可以让包涵体融合，降低产物分离纯化难度。陈教授课题组还通过构建基因表达振荡器，交替表达、敲除ftsZ和mreB基因，从而实现细胞伸长、变宽最后破裂释放内容物的目的。
工业生物技术
接着，陈教授给我们介绍大力发展生物工业的绿色价值。传统石油化工制造业使用日益减少的化石燃料为起始物，使用高温高压的反应过程，会产生有毒的废气废水；相比之下，生物制造业可以使用各种农产品甚至秸秆等废物作为起始物，在常温常压相对安全温和的环境下完成反应过程，而且产生的废物都是可降解的，不容易产生污染。然而，由于发酵过程容易被污染、消耗大量淡水资源等缺点，所以成本较高，目前没有石油化工制造工艺有竞争力。因此，解决现有生物制造工业的缺陷，对代替化工制造、实现绿色经济的社会发展目标有重要的意义。
针对普通发酵过程大量消耗淡水、并且容易被细菌污染的问题，陈教授课题组首先想到使用海水和嗜盐菌进行生物制造。为了找寻能进行高密度培养、能够耐受高密度发酵产生的热量的优质菌株，研究人员远赴新疆艾丁湖。艾丁湖是世界最极端的地区之一；年均降水量不到20mm，极端高温可以到48℃、低温可以到-20℃，盐湖的浓度竟然可以高达200g/L。在艾丁湖的湖水中，有一些嗜盐菌被分离出来，其中Halomonas TD01竟然生长速度和生长密度比大肠杆菌更高。
PHA是一种生物塑料，是解决石油化工塑料造成的白色污染的重要替代物。PHA可以制造各种结构和功能材料，比如纤维材料、刚性支撑、发光材料、吸油纸和不同透明度与弹性的薄膜材料。通过结合细胞形态工程、表面电荷改造、嗜盐菌发酵等方法，目前成功地使用海水和透明塑料发酵罐对PHA进行了大规模生产。
最后，陈教授对下一代工业生物技术产业进行了展望。
未来生物制造基地可能依海而建，使用风力、洋流等清洁能源，并且引海水进行嗜盐菌发酵生成；
周围有一系列下游产业，将发酵产物变成产品。
相信通过结合下一代工业生物技术，中国将升级自己的生物制造中国范式，具有更强的国际竞争力。
文稿撰写 / 贾寅君
排版编辑 / 王影飘
校对责编 / 黄 妍
