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开云-叶健文:廉价菌株“养”出绿色材料—新闻—科学网

发布日期:2024-09-15 作者:开云

“明早我去尝试室看成果。假如尝试成果不睬想,我们再会商点窜方案。”晚上10点,华南理工年夜学生物科学与工程学院传授叶健文给学生发完微信,竣事了一天的工作。

“尝试按周排期,本周应当把菌株‘养’好。不外,辛劳设计出来的菌株,表示不和预期也是常有的事。做科研得有颗泛泛心。”叶健文对科技日报记者说。

在夜色中,叶健文向记者回首了最近几年来在合成生物学范畴的工作。他环绕微生物细胞工场设计和下流工业利用,不竭挖掘嗜盐单胞菌、年夜肠杆菌等微生物的潜力。“今朝,我做的工作是用低本钱菌株‘养开云体育app’出绿色材料,并鞭策相干手艺实现工业化。”叶健文说。

日前,叶健文取得广东省科技功效转化增进会科学手艺奖。

叶健文(左三)率领团队成员做尝试。 受访者供图

培养细菌中的“藏獒”

石油基塑料是以不成再生的石油为原料,具有耐用、防水、本钱低等特征,利用规模十分普遍。不外,这类塑料在天然情况下颠末数百年都可能不被分化。而生物塑料不以石油为原料,可降解,但出产本钱较高。

叶健文介绍,国外科研团队操纵海藻水解产品生成了一种名为聚羟基脂肪酸酯(PHA)的聚合物。用这类聚合物制成的生物塑料成品,其发生的垃圾废料不但没有毒性,还可以酿成营养物资被微生物分化操纵,并回馈到天然情况中。

“聚羟基脂肪酸酯固然长处凸起,但本钱较高,难以年夜规模普和。我们团队想找到一种既有‘先天’又具性价比的微生物,用它来出产聚羟基脂肪酸酯,把本钱‘打’下来。”叶健文说。

叶健文团队将眼光投向嗜盐单胞菌。“嗜盐单胞菌被称为细菌中的‘藏獒’,可以在极端卑劣的情况中保存并快速发展,且不轻易被其他微生物污染。”叶健文说,他但愿,经基因革新和发酵优化的嗜盐单胞菌,可以或许助力破解聚羟基脂肪酸酯本钱困难。

设法夸姣,实际却很“骨感”。

“嗜盐单胞菌的基因革新,此前一向不被学界看好,可供参考的文献很是有限。”叶健文介绍,在履历屡次掉败后,他无意中从挂在尝试室墙上的代谢通路“地图”取得启迪,用新方式对嗜盐单胞菌进行了基因革新。

但是,进入中试阶段后,困难又相继而至。在此时代,为领会决手艺困难,叶健文创下了持续70多个小时不眠不休的记载。

“有时,我们在尝试室已培育出可以用在出产的工程菌,但当把它拿到中试车间,品质会降落良多。我们就需要从头调剂,致使财产化历程被拖慢。”叶健文说。

买通“最后一千米”

叶健文回想,有时绊住他们的只是一个小问题,但解决起来却很是不容易。

“我们团队在设计年夜出产发酵罐时,苦在不知道该把它设计成甚么形态。”叶健文说,“细菌在里面怎样勾当、内部溶液是不是受热平均……这些问题我们在设计时都要想到。”

像如许的问题,叶健文已记不清团队碰到过量少。“碰到一个就解决一个,法子总比坚苦多。我们团队上下都是乐天派。”他说。

碰到的问题多了,叶健文就最先总结。他和团队成员把解决思绪和相干数据清算出来,成立起一套理论计较模子。

“有了这个模子,基因革新和发酵优化的效力会年夜幅晋升。”叶健文说。

2023年,叶健文结合多家单元完成了聚羟基脂肪酸酯持续高密度发酵出产和分手纯化。这项操纵嗜盐单胞菌发酵出产聚羟基脂肪酸酯的手艺,相较今朝国表里传统手艺,可将聚羟基脂肪酸酯出产本钱下降最少35%。

接下来,叶健文和团队要让功效实现工业化。

从尝试室研发到工业化量产,这中心存在一段空白地带。要想顺遂完成过渡,需要频频验证和年夜量资金投入。这段空白地带被形象地称为科技功效转化的“灭亡谷”。

“尝试室供给的是抱负前提。到了量产阶段,我们要面临更复杂的环境,要斟酌空气质量对微生物发展的影响、人工操作与工艺适配、工场装备程度等。”叶健文说。

想要成功逾越“灭亡谷”,必需买通上游手艺到下流财产化的“最后一千米”。

“怎样买通‘最后一千米’?在我看来,很是焦点的问题是包管产物的不变性。好比,当菌株被从尝试室转移到工场,要连结它的代谢勾当程度不产生转变。”叶健文说。

今朝,叶健文照旧在尽力鞭策这项功效走向工业化,相干产物有望在2025年问世。

和学生没有距离感

2013年,叶健文从华南理工年夜学本科卒业后,被保送至清华年夜学攻读博士学位,师从清华年夜学合成与系统生物学中间主任、传授陈国强。

读博时代,叶健文的研究工作首要环绕极端微生物代谢革新、发酵优化、生物进程设计与放年夜,同时介入解决了生物制造范畴的诸多灾题。

2021年,叶健文入职华南理工年夜学。谈和在高校任职的缘由,叶健文说,首要是看中生物制造行业的成长潜力,但愿为行业培育更多科研人材。

“生物制造是培养新质出产力的主要手段之一。我国把生物制造列为重点成长的计谋性新兴财产、将来财产的主要内容。财产成长离不开人材支持,高校是科研人材培育的主力。我愿意进献本身的一份气力。”叶健文说。

作为一位“90后”导师,叶健文说本身最年夜的优势是“和学生没有距离感”。

“我和他们的春秋差距不年夜,学生的苍茫和焦炙,我都履历过,很理解他们。我愿意多听听他们的设法,按照每一个人的特点,为其计划科研成长路径,给他们更具针对性的建议。”叶健文说。

汪驰是叶健文带的第一个学生。他说,选择叶教员,就是看中了他年青。

“叶教员研究标的目的具有前瞻性,日常平凡很是存眷国际科研动态。他有一股拼劲,我们天天从早上8点半进修到晚上10点半,一周最多休一天。只要我们在,他就在。”汪驰说。

叶健文要肄业生除做好科研,还要对峙熬炼身体。“科研工作再忙,也必然得去活动,每周最少要抽出2天到3天去健身房打个卡。”叶健文说。

登山是叶健文为数不多的快乐喜爱。“科技功效转化是一座我们要爬好久的‘山’。我但愿学生们不畏艰险,勇攀岑岭。”他说。

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