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合成微生物的环境风险防控与检测技术研究进展 被引量：1
1
作者 孙韬 宋洁 +5 位作者 董姗姗 张振华 王钰 章嫡妮 陈磊 张卫文 《环境科学研究》 CAS CSCD 北大核心 2024年第10期2247-2259,共13页
合成微生物(基因改造、修饰和重建的微生物)在生物制造、疾病诊疗、环境修复等领域展现出巨大应用潜力。与此同时,合成微生物的规模化应用可能存在环境生物安全风险问题,造成物种入侵、多样性丧失和生态系统破坏等不可预计的后果。为此... 合成微生物(基因改造、修饰和重建的微生物)在生物制造、疾病诊疗、环境修复等领域展现出巨大应用潜力。与此同时,合成微生物的规模化应用可能存在环境生物安全风险问题,造成物种入侵、多样性丧失和生态系统破坏等不可预计的后果。为此,本文总结了合成微生物环境释放后潜在的生物安全风险,围绕合成生物学建立的环境防御与检测技术展开讨论,并对未来如何更好地避免工程微生物的环境风险问题提出展望。经梳理发现:①合成微生物释放引发的环境风险主要包括危害环境生物安全、水平基因转移及生态位占据和破坏等,这主要与合成微生物改造后的特性及携带的外源片段有关。②通过营养缺陷型或环境敏感型微生物、基因线路、使用非天然元件、限制质粒异源复制等技术可避免合成微生物在环境中的存活或核酸扩散,针对不同微生物的特性可采取相应策略。③分子标记、生物传感、快速核酸检测等针对合成微生物的特异性检测方法,以及微生物条形码与高通量测序等通用性检测技术可用于合成微生物的环境追踪。鉴于此,提出今后重点研究方向:一是升级高效、稳定型生物封存策略以应对微生物的快速进化;二是分析合成微生物的环境生存能力及分级预估其潜在风险;三是研究合成微生物与环境生物的互作机制及其对环境生物的影响;四是开发环境消减技术建立以确保合成微生物失控释放后的高效清除。 展开更多
关键词 合成微生物 生物安全 环境风险 生物技术 生物封存
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前沿生物技术发展的安全威胁:应对与展望 被引量：35
2
作者 薛杨 俞晗之 《国际安全研究》 CSSCI 北大核心 2020年第4期136-156,160,共22页
以基因编辑、基因驱动、合成生物学为代表的前沿生物技术正处于日新月异的飞速发展中,在医疗、农业等诸多领域为人类发展带来福祉的同时,也对国家乃至全人类的生物安全构成了严重威胁。在此背景下,世界大国在应对前沿生物技术安全威胁... 以基因编辑、基因驱动、合成生物学为代表的前沿生物技术正处于日新月异的飞速发展中,在医疗、农业等诸多领域为人类发展带来福祉的同时,也对国家乃至全人类的生物安全构成了严重威胁。在此背景下,世界大国在应对前沿生物技术安全威胁的几个共性问题值得重点关注:一是技术发展与技术安全的双重目标难以统筹;二是未知技术安全威胁导致不可避免的法律惩治效力滞后;三是监管的多部门合作需求与权职分工困境;四是多方利益主体参与的民主审议机制有待加强。由于中国前沿生物技术发展正处于从“跟跑”向“并跑”和部分领域“领跑”转变的关键节点,及时调整“促进”与“规制”前沿生物技术的应对措施已刻不容缓。前沿生物技术安全威胁的应对必须走到科技的前面去,对安全主体的规制更应走到科学的内部去。唯有在即将出台的国家《生物安全法》引领下全面推进生物技术安全的体制机制建设,逐步完善生物技术安全的法治体系建构,在政府主导下鼓励各利益相关方积极参与其中,才能确保前沿生物技术更好地造福于人民。 展开更多
关键词 基因编辑 基因驱动 合成生物学 生物技术安全 生物武器 生物恐怖主义 生物实验室安全
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合成生物学助力碳中和:新底盘、新策略与新技术 被引量：6
3
作者 孙韬 张卫文 +1 位作者 胡章立 元英进 《合成生物学》 CSCD 2022年第5期821-824,共4页
2020年9月22日,国家主席习近平在第七十五届联合国大会上宣布:中国力争2030年前二氧化碳排放达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和目标。“双碳”目标既体现大国担当,又为构建人类命运共同体贡献了中国智慧。
关键词 合成生物学 碳中和 人类命运共同体 二氧化碳排放 联合国大会 新策略
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生物质降解酶生产菌株的育种和应用 被引量：1
4
作者 王方忠 张睿钦 +6 位作者 金建玲 夏蕊蕊 肖林 易勇 张继祥 侯少莉 方诩 《生物产业技术》 2017年第1期76-81,共6页
虽然中国已经成为世界第二大经济体,但是依然面临着能源、资源和环境的挑战。石油资源面临枯竭,而且生物乙醇是可再生且碳中性的生物液体燃料,所以从生物质提取乙醇一直是中国政府支持的重点。在该工艺中,酶水解获得可发酵性糖是关键技... 虽然中国已经成为世界第二大经济体,但是依然面临着能源、资源和环境的挑战。石油资源面临枯竭,而且生物乙醇是可再生且碳中性的生物液体燃料,所以从生物质提取乙醇一直是中国政府支持的重点。在该工艺中,酶水解获得可发酵性糖是关键技术,而高产纤维素酶的微生物育种是核心,并且直接影响了整个工艺的生产成本。介绍了产纤维素酶的工业菌种,工业菌株的物理诱变、化学诱变以及基因工程改造,并且介绍了用生物质降解酶进行生物精炼的两个成功案例。 展开更多
关键词 生物乙醇 纤维素酶 微生物育种 酶水解
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“双碳”背景下聚球藻底盘研究的挑战与机遇 被引量：2
5
作者 陶飞 孙韬 +3 位作者 王钰 魏婷 倪俊 许平 《合成生物学》 CSCD 2022年第5期932-952,共21页
CO_(2)是最主要的温室气体,也是储量丰富的碳资源。发展CO_(2)的高效资源化利用技术可缓解迫切的能源和环境压力,是实现“双碳”目标的重要途径。蓝细菌可通过光合自养的方式将CO_(2)转变为有机物,是开发光驱动细胞工厂并直接利用CO_(2... CO_(2)是最主要的温室气体,也是储量丰富的碳资源。发展CO_(2)的高效资源化利用技术可缓解迫切的能源和环境压力,是实现“双碳”目标的重要途径。蓝细菌可通过光合自养的方式将CO_(2)转变为有机物,是开发光驱动细胞工厂并直接利用CO_(2)生产化合物的主要微生物底盘。聚球藻作为蓝细菌的典型代表,生长快、遗传背景清楚、营养需求低,是目前光驱动合成生物学的热门底盘。在当前“碳达峰”和“碳中和”的“双碳”背景下,聚球藻底盘的研究正迎来前所未有的机遇。本文从自然进化、地球物理局限、土地气候依赖、太阳能转化效率等角度探讨了蓝细菌底盘开发的理性和机遇;分析了其在能源生产、化合物制造和碳汇与碳捕集中的应用潜力和愿景;从碳固定、光能捕捉和生物多样性的层面讨论了蓝细菌的代谢潜能。在上述基础上,系统综述了基因编辑、适应性进化、多元抗逆和光驱动细胞工厂这些蓝细菌合成生物学的热点研究领域近期的重要研究进展,并对当前所面临的挑战与难题进行了梳理,分析提出了可行的应对策略。对这些问题和挑战的深入探索有望推动光能捕获、固碳、抗逆、代谢网络重编等方面研究的突破,开发出超越自然进化的高效光合底盘,并最终建造高版本的光驱动细胞工厂,助力“双碳”目标的实现。 展开更多
关键词 蓝细菌 聚球藻 合成生物学 底盘细胞 碳中和 光驱动细胞工厂
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食品产业全链条技术交叉融合中国创新模式分析
6
作者 刘英丽 聂少平 +4 位作者 张卫文 左敏 李斌 王静 孙宝国 《食品与生物技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第6期10-14,共5页
当前,食品产业链条上的各环节都面临着重要的机遇和挑战,食品产业需要技术革新,并加大力度的向前发展,全链条技术交叉融合创新正成为食品产业创新发展的新模式。本文作者对国际形势趋势进行了分析,提出突出多学科交叉融合优势,结合高新... 当前,食品产业链条上的各环节都面临着重要的机遇和挑战,食品产业需要技术革新,并加大力度的向前发展,全链条技术交叉融合创新正成为食品产业创新发展的新模式。本文作者对国际形势趋势进行了分析,提出突出多学科交叉融合优势,结合高新技术推动食品产业研究系统化、规模化和数字化是国际大势所趋,同时对国内现状与需求进行梳理,进一步阐述我国在全链条技术交叉融合创新领域的重点发展方向。 展开更多
关键词 食品产业 全链条 前沿交叉 融合创新
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调控工程在光合蓝细菌中的应用 被引量：2
7
作者 董正鑫 孙韬 +1 位作者 陈磊 张卫文 《合成生物学》 CSCD 2022年第5期966-984,共19页
能源短缺与环境污染问题限制着人类发展,光合蓝细菌因能够利用太阳能将CO固定生成燃料和化学品而受到广泛关注。迄今为止,在光合蓝细菌中已实现近百种燃料和化学品由CO的生物合成,有望促进CO的资源化利用并助力“碳中和”。调控工程能... 能源短缺与环境污染问题限制着人类发展,光合蓝细菌因能够利用太阳能将CO固定生成燃料和化学品而受到广泛关注。迄今为止,在光合蓝细菌中已实现近百种燃料和化学品由CO的生物合成,有望促进CO的资源化利用并助力“碳中和”。调控工程能够实现基因表达多层次调控及代谢网络的全局性调控,是提高光合蓝细菌CO固定效率的有效手段。本文首先归纳了光合蓝细菌底盘中的双组分信号转导系统、调控小RNA和σ因子等3种主要调控系统的分类、作用过程以及功能;介绍了光合蓝细菌调控系统中的调控元件功能研究,系统总结了光合蓝细菌中通过调控系统元件改造,提高底盘鲁棒性、优化产品生产所进行的调控工程;最后,讨论了光合蓝细菌中调控工程的未来研究方向,重点包括调控系统功能阐明、工具开发、多基因调控、调控系统蛋白工程改造和系统调控工程等。总之,有望通过系统调控工程,实现对光合蓝细菌底盘细胞全局代谢网络的精确调控。 展开更多
关键词 光合蓝细菌 自养型细胞工厂 碳中和 调控工程 双组分系统 小RNA Σ因子
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大型仪器系统培训体系的建设及改革 被引量：18
8
作者 刘晶 孙韬 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2021年第10期274-278,共5页
大型仪器系统培训体系是高校大型仪器共享平台高效运行的基本保障,是高校推进一流教育的客观要求。针对目前培训体系中的系统性、针对性、受众面等问题,天津大学生命科学学院坚持以学生为中心、对标一流教育质量标准,建设线上线下混合... 大型仪器系统培训体系是高校大型仪器共享平台高效运行的基本保障,是高校推进一流教育的客观要求。针对目前培训体系中的系统性、针对性、受众面等问题,天津大学生命科学学院坚持以学生为中心、对标一流教育质量标准,建设线上线下混合式培训课程体系、基于PDCA模式的培训管理体系和长效完备的培训支撑体系。实践表明,培训体系可以提升学生能力,提高仪器使用效益,为高校大型仪器学生培训体系建设及改革提供了新思路。 展开更多
关键词 大型仪器 生命科学 培训体系 教育改革 一流教育
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