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咸漠

研究员

博士生导师

所长助理

生物基材料重点实验室主任

生物基化学品团队负责人

          咸漠,1967年生,博士,中国科学院生物基材料重点实验室主任,国务院特殊津贴获得者,中科院“百人计划”入选者。2001年,在吉林大学化学系获得博士学位。2003年8月-2007年3月先后在法国国家研究中心(CNRS)和美国Michigan State University从事生物催化与生物合成研究。

    主要研究方向:以农林剩余物等可再生资源为原料,结合生物转化和化学转化的优势,探索生物基化学品及相关材料合成新途径、新方法,解决高效、低成本及环境友好合成技术中的科学和关键技术问题,在JACS、PNAS、JOC等权威期刊上发表论文100多篇,申请中国发明专利40余件。主持完成科技部研究任务、国家自然科学基金、中科院重要方向项目、企业合作项目等30余项。完成生物基产品示范系统建设一套,为用户提供了优质相关产品。研究工作得到了国家、中科院、企业的持续支持。

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团队介绍

根据团队研究定位,组建了45人的研究团队。其中包括具有博士学位及博士后经历以上固定科研人员20人,硕士学位5人;博硕士研究生18人;特聘专家2人。学科背景和经历分布于分子生物学、代谢工程、微生物学、酶学、发酵工程、合成化学、催化化学、化学工程等学科。此外与行业研究所和企业组成了紧密的联合研发团队。

 

主要研究方向

        以生物基材料为对象,以化学、生物学、材料学和过程科学为基础,探索融合转化理论与方法,突破转化关键技术,建设国家级新型生物基材料与化学品领域的研发平台,建设学科布局合理、队伍规模和结构合理,运行高效,国内外有影响的研究集体,为我国生物基材料的发展提供科技支撑。

 

   

研究进展 研究进展

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团队研究进展

        针对生物基化学品合成中存在的瓶颈问题,团队主要开展了原料体系、技术体系和产品体系研究。

1. 原料体系研究

        在原料方面,针对以葡萄糖等为原料存在成本过高的问题,利用合成生物学方法对大肠杆菌相关代谢途径进行了调控,打通了利用油脂、纤维素水解液、藻渣等更为廉价的原料合成相关生物基产品的新路线,建立了持续合理的原料体系。相关成果发表SCI 论文2篇,申请中国发明专利8件。

 

以甘油为原料生产聚3-羟基丙酸的代谢途径(Bioresour Tech, 2013,131:548-551.)

 

2. 技术体系研究

        在技术方面,针对相关化学品天然合成途径缺乏的问题,探索了新代谢途径的构建研究。如,参考乙偶姻的生物降解途径,利用部分反应的可逆性,并通过合成生物学方法突破反应热力学限制,构建了甲基乙偶姻的从头合成新途径。针对已有代谢途径效率较低的问题,对生物合成体系进行了系统改造,包括提高途径关键酶的催化效率、提高宿主细胞的基础代谢和生长速度、建立遗传稳定的生物合成系统,显著提高了相应生物基产品的产量。针对传统发酵产物浓度低且多存于细胞内,造成分离困难及分离成本过高的问题,探索了合成分离耦合方法,建立了可诱导的细胞裂解系统,可自动释放产物;建立了胞外分泌技术和在线萃取发酵工艺,可直接获得游离产物。此外,首创了大片段DNA直接组装技术和温控表达系统等新技术,弥补了相关方法的缺乏。上述技术体系的建立为本团队生物基产品的研发搭建了共性技术和关键技术平台。相关成果发表SCI论文11篇,申请中国发明专利5件。

 

 

左:甲基乙耦姻的生物合成途径(Scientific Reports, 2013,3: 2445),右:DNA大片段组装新技术(PLoS One,2012, 7(1): e30267 )

 

 3.  产品体系研究

        通过以上研究工作,本团队已形成脂肪酸、异戊二烯、3-羟基丙酸为主的三类产品,为团队的可持续发展奠定了基础。

 

       

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