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天津大学张卫文教授来校作报告

核心提示: 10月21日上午,天津大学教授张卫文做客农业微生物学国家重点实验室,为我校师生带来题为“‘自养型’人工细胞工厂构建的基础及实践——光合蓝细菌的合成生物学”的报告。

 张卫文教授正在作报告
张卫文作报告(供图|通讯员 唐启英

南湖网讯(通讯员 刘志祥 )10月21日上午,天津大学教授张卫文做客农业微生物学国家重点实验室,为我校师生带来题为“‘自养型’人工细胞工厂构建的基础及实践——光合蓝细菌的合成生物学”的报告。报告由生命科学技术学院教授何进主持,农业微生物学国家重点实验室师生聆听了报告。

报告伊始,张卫文向大家讲起古菌与细菌的故事。甲烷八叠球菌(Methanosarcina barkeri)为脱硫弧菌(Desulfovibrio vulgaris)提供乳酸,而后者也为前者提供醋酸、二氧化碳及氢气,二者维持一种共生关系。而这一共生系统,最后的产出却是甲烷。正是受自然界这种共生关系的启发,他设想构建一种更加稳健、受控制的生态系统——将不同代谢已知的微生物放在一起,在合成生物学领域更进一步,开展合成生态学(synthetic ecology)的研究。

随后,张卫文谈到,能源危机是世界各国亟待解决的难题,早先的生物能源研究由于以粮食为原料受到社会各界的批评。因此,他希望利用微生物的光合作用,并设想:人们只提供少量的营养维持微生物的生存,让微生物像催化剂一样,将二氧化碳转变成能源物质分泌出胞外。由于生长迅速、可遗传操作等优点,集胞藻蓝细菌(Synechocystis sp.)成为改造的对象。想要利用蓝细菌生产能源物质,但首先需要解决一个问题——较低浓度的乙醇和丁醇就会对蓝细菌生长产生影响。“蓝细菌生存环境没有这么多的乙醇、丁醇,自然选择当然不会赋予蓝细菌相应抗性的代谢通路。”他解释。为了解决这一问题,他带领自己的团队对蓝细菌开展了物种间组学研究,希望找到进化上相对保守的耐受因子。同时,他们在一年半的时间里完成了蓝细菌所有相关调控蛋白基因的敲除、上调的工作,并发现Slr1037 蛋白的上调表达能显著提高工程菌对丁醇的耐受性。

最后,他还介绍了利用蓝细菌合成3-羟基丙酸的研究工作。通过在蓝细菌内引入3-羟基丙酸的代谢途径并进行优化,课题组已获得产物浓度达到800 mg/L的高产菌株。

报告结束后,在场师生与张教授就蓝细菌耐受性机制与研究方法进行了讨论。

(审核人:何进

简介张卫文,博士,天津大学教授(博导),合成微生物学实验室主任,美国亚利桑那州立大学生命学院兼职教授。2007年6月起先后任亚利桑那州立大学生物设计研究所副教授及生命科学学院教授。2012年作为天津市“千人计划”特聘教授全职回国工作,并当选天津市人民政府特聘专家。已经发表研究论文130余篇,申请美国发明专利12项;回国几年内已经在已在Biotechnol Adv、Metab Eng、Biotechnol Biofuels等合成生物学主流期刊发表论文50多篇,申请中国发明专利6

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关键词: 蓝细菌 教授 丁醇
责任编辑:陈辉
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