编辑 | 微构工场

在科学探索的前沿，Trends系列期刊的主编们总是能够洞察到那些引领未来研究的热点。Trends系列期刊的年度总结旨在强调那些对科学界和社会产生深远影响的研究，在最近推荐的2023年度综述中，微构工场的核心技术——下一代工业生物技术（NGIB）被特别提及，论文成果由创立微构工场的清华大学合成生物学团队（以下简称“清华大学团队”）在期刊Trends in Biotechnology发表，题为“Synthetic biology of extremophiles: a new wave of biomanufacturing”。该综述论文系统回顾了适应极端环境的嗜极微生物（极端微生物）在工业生物技术中的应用及其所带来的变革，以及如何利用“下一代工业生物技术（NGIB）”将极端微生物转化为工业生产的强大工具。

Matthew Pavlovich

Trends in Biotechnology 主编

微生物是特殊化学反应的绝佳催化剂：它们的酶经过数百万年的进化，可生成特定产物，而且它们不需要化学催化中常用的异种金属和有毒溶剂。利用微生物进行大规模生产的最大弊端在于，工业流程通常要求极端温度、pH值或离子浓度，而这些条件对微生物来说是致命的。来自清华大学的陈国强团队在Trends in Biotechnology发表题为“Synthetic biology of extremophiles: a new wave of biomanufacturing”的综述论文，回顾了如何将喜欢这些极端条件的嗜极微生物（extremophiles）转化为工业重器。

清华大学团队在综述中回顾了极端微生物在极端条件下的生存策略，以及如何利用这些微生物的酶和代谢途径进行大规模生产。这些微生物能够在高温、高压、高盐等极端条件下生存，使得它们成为在传统工业生产中难以实现的化学反应的理想催化剂。科研团队的研究不仅涵盖了极端微生物的基因组学、代谢网络和适应性机制，还深入分析了它们在生物催化剂、生物材料以及生物能源等领域的潜在应用。通过基因编辑和代谢工程等手段，科研团队成功改造和优化了极端微生物的代谢途径，提高了产物的产量和质量。

▲工业生物技术下的极端微生物工程化

极端微生物在工业生物技术中具有诸多优势。首先，它们能在极端环境下生存并展现出独特的生理和代谢特性，这使得它们成为生产特定产物的理想选择。其次，极端微生物的酶经过数百万年的进化，具有高效、稳定和环保等特点，能够替代传统的化学催化剂。最后，极端微生物的发酵过程相对简单，无需严格的灭菌、通气和下游处理步骤，从而降低了生产成本并提高了生产效率。

清华大学团队在全球合成生物学领域享有盛誉，研究成果不仅推动了学术界对极端微生物的深入理解，也为工业生物技术的发展提供了新的思路。值得一提的是，基于工程化嗜盐微生物的新型工业生物技术——下一代工业生物技术（NGIB）已成功应用于PHA（聚羟基脂肪酸酯）和其他化合物的生产。与传统的生物技术相比，这种方法显著降低了能源消耗和淡水使用，显示出在工业生物制造中的巨大优势。

微构工场利用NGIB技术，不断在生物制造领域实现突破。通过改造和优化极端微生物，微构工场能够开发出更加高效、环保的生产过程，生产出高附加值的化学品和生物材料，不仅在实验室层面成功构建了多个微生物生产平台，还在实际生产中验证了这些平台的可行性。微构工场正致力于将这些技术商业化，以实现在医药、医美、纺织、3D打印、日用包装等多个领域的应用。

清华大学团队的合成生物学技术为微构工场提供了强大的技术支持，随着技术的不断成熟和应用的拓展，微构工场期望成为推动工业生物技术革新的重要力量，同时为全球可持续发展贡献价值。

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