江南叶健文:廉价菌株“养”出绿色材料—新闻—科学网

时间:2024-08-13 20:52:53 已阅读:77次

“明早我去试验室看成果。假如试验成果不睬想,咱们再会商修改方案。”晚上10点,华南理工年夜学生物科学与项目学院传授叶健文给学生发完微信,竣事了一天的事情。

“试验按周排期,本周应该把菌株‘养’好。不外,辛劳设计出来的菌株,体现不迭预期也是常有的事。做科研患上有颗寻常心。”叶健文对于科技日报记者说。

于夜色中,叶健文向记者回首了最近几年来于合成生物学范畴的事情。他缭绕微生物细胞工场设计以及下流工业运用,不停掘客嗜盐单胞菌、年夜肠杆菌等微生物的潜力。“今朝,我做的事情是用低成本菌株‘养’出绿色质料,并鞭策相干技能实现工业化。”叶健文说。

日前,叶健文得到广东省科技结果转化促成会科学技能奖。

叶健文(左三)领导团队成员做试验。 受访者供图

培育细菌中的“藏獒”

石油基塑料因此不成再生的石油为原料,具备耐用、防水、成本低等特征,运用规模十分广泛。不外,这类塑料于天然情况下颠末数百年均可能不被分化。而生物塑料不以石油为原料,可降解,但出产成本较高。

叶健文先容,外洋科研团队哄骗海藻水解产品天生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,其孕育发生的垃圾废料不只没有毒性,还可以酿成养分物资被微生物分化哄骗,并回馈到天然情况中。

“聚羟基脂肪酸酯虽然长处凸起,但成本较高,难以年夜规模普及。咱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,把成本‘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’,可以于极度顽劣的情况中保存并倏地生长,且不易被其他微生物污染。”叶健文说,他但愿,经基因改造以及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成本难题。

设法夸姣,实际却很“骨感”。

“嗜盐单胞菌的基因改造,此前始终不被学界看好,可供参考的文献很是有限。”叶健文先容,于履历屡次掉败后,他无心中从挂于试验室墙上的代谢通路“舆图”得到启迪,用新要领对于嗜盐单胞菌举行了基因改造。

然而,进入中试阶段后,难题又相继所致。于此时期,为相识决技能难题,叶健文创下了持续70多个小时不眠不休的纪录。

“有时,咱们于试验室已经经造就出可以用在出产的项目菌,但当把它拿到中试车间,质量会降落许多。咱们就需要从头调解,致使财产化进程被拖慢。”叶健文说。

买通“末了一千米”

叶健文回忆,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。

“咱们团队于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,“细菌于内里怎么勾当、内部溶液是否受热匀称……这些问题咱们于设计时都要想到。”

像如许的问题,叶健文已经经记不清团队碰到过量少。“碰到一个就解决一个,措施总比坚苦多。咱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。他以及团队成员把解决思绪以及相干数据收拾整顿出来,成立起一套理论计较模子。

“有了这个模子,基因改造以及发酵优化的效率会年夜幅晋升。”叶健文说。

2023年,叶健文结合多家单元完成为了聚羟基脂肪酸酯持续高密度发酵出产和分散纯化。这项哄骗嗜盐单胞菌发酵出产聚羟基脂肪酸酯的技能,相较今朝海内别传统技能,可将聚羟基脂肪酸酯出产成本降低至少35%。

接下来,叶健文以及团队要让结果实现工业化。

从试验室研发到工业化量产,这中间存于一段空缺地带。要想顺遂完成过渡,需要重复验证以及年夜量资金投入。这段空缺地带被形象地称为科技结果转化的“灭亡谷”。

“试验室提供的是抱负前提。到了量产阶段,咱们要面临更繁杂的环境,要思量空气品质对于微生物生长的影响、人工操作与工艺适配、工场装备程度等。”叶健文说。

想要乐成超过“灭亡谷”,必需买通上游技能到下流财产化的“末了一千米”。

“怎么买通‘末了一千米’?在我眼里,很是焦点的问题是包管产物的不变性。好比,当菌株被从试验室转移到工场,要连结它的代谢勾当程度不发生变迁。”叶健文说。

今朝,叶健文依旧于起劲鞭策这项结果走向工业化,相干产物无望在2025年问世。

以及学生没有间隔感

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玻士学位,师从清华年夜学合成与体系生物学中央主任、传授陈���国强。

读玻时期,叶健文的研究事情重要缭绕极度微生物代谢改造、发酵优化、生物历程设计与放年夜,同时介入解决了生物打造范畴的诸多灾题。

2021年,叶健文入职华南理工年夜学。谈及于高校任职的缘故原由,叶健文说,重要是看中生物打造行业的成长潜力,但愿为行业造就更多科研人材。

“生物打造是培育新质出产力的主要手腕之一。我国把生物打造列为重点成长的战略性新兴财产、将来财产的主要内容。财产成长离不开人材支撑,高校是科研人材造就的主力。我情愿孝敬本身的一份气力。”叶健文说。

作为一位“90后”导师,叶健文说本身最年夜的上风是“以及学生没有间隔感”。

“我以及他们的春秋差距不年夜,学生的苍茫以及焦急,我都履历过,很理解他们。我情愿多听听他们的设法,按照每一个人的特色,为其计划科研发展路径,给他们更具针对于性的提议。”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备前瞻性,日常平凡很是存眷国际科研动态。他有一股拼劲,咱们天天从早上8点半进修到晚上10点半,一周至多休一天。只有咱们于,他就于。”汪驰说。

叶健文要修业生除了了做好科研,还要对峙熬炼身体。“科研事情再忙,也必然患上去运动,每一周至少要抽出2天到3天去健身房打个卡。”叶健文说。

登山是叶健文为数未几的喜好。“科技结果转化是一座咱们要爬好久的‘山’。我但愿学生们不畏艰险,勇攀岑岭。”他说。

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