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合成生物学
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  • 所属院系:化工学院
  • 所属专业: 合成生物学
  • 邮箱 : zhouriyao@tju.edu.cn
  • 工作电话 : -

合成生物学简介

Team Introduction

       合成生物学是对生物体进行有目标的设计、改造乃至重新合成,从而获得功能重构的新生命系统,是继DNA双螺旋结构发现和人类基因组测序之后的“第三次生物科技革命浪潮的引领者”,具有基础前沿性、技术颠覆性、产业革命性等特征。天津大学是我国合成生物学研究的优势单位,建有教育部合成生物学前沿科学中心科技部合成生物技术国际科技合作基地等国家级基地

                                                                      

       合成生物学团队聚焦国家重大需求,聚焦世界科技发展前沿,建立人工生命体的设计构建原理,突破基因组设计合成、人工细胞工厂精准构建、DNA存储计算等重大科学与技术难题。着重开展以下合成生物学领域的科学问题的研究:

     1)合成基因组学(微生物基因组设计合成、动物人工染色体设计合成、基因组进化等);

     2)人工细胞工厂(天然产物细胞工厂、光电驱动细胞工厂、新型底盘开发等); 

     3)合成生物学新理论与新技术(DNA组装技术、DNA存储计算、合成生物学智能化自动化等)。

      欢迎有志于从事合成生物学研究的硕士、博士研究生们加入!

                                                             

       合成生物学是一门多学科交叉的学科,欢迎合成生物学、生物工程、制药工程、发酵工程、分子生物学、生物化学、化学、化学工程、有机合成、高分子化学、电化学、计算机工程与技术等专业背景的优秀学子加入。有问题可以咨询18722178216(微信同号)周老师zhouriyao@tju.edu.cn。




  • 研究方向Research Directions
合成生物学,DNA存储,基因组合成,人工细胞工厂
2. 机电结构优化与控制 研究内容:在对机电结构进行分析和优化的基础上,运用控制理论进行结构参数的调整,使结构性能满足设计要求。1. 仿生结构材料拓扑优化设计, 仿生机械设计 研究内容:以仿生结构为研究对象,运用连续体结构拓扑优化设计理论和方法,对多相仿生结构(机构)材料进行2. 机电结构优化与控制 研究内容:在对机电结构进行分析和优化的基础上,运用控制理论进行结构参数的调整,使结构性能满足设计要求。1. 仿生结构材料拓扑优化设计, 仿生机械设计 研究内容:以仿生结构为研究对象,运用连续体结构拓扑优化设计理论和方法,对多相仿生结构(机构)材料进行整体布局设计。 整体布局设计。
团队展示

团队负责人

元英进 院士/博导

元英进

中国科学院院士,国家“973”项目首席科学家,国家杰出青年基金项目获得者、创新群体负责人,国家重点研发计划项目负责人

邮箱:yjyuan@tju.edu.cn

l 主要从事合成生物学研究。建立了酵母基因组混菌标签缺陷定位及双标靶向精准修复方法,成功化学合成出五号和十号两条酵母长染色体;设计合成了一条编码图片和视频信息的酵母人工染色体;还开发出基因组重排控制方法,创制高产酵母菌株,实现工业规模应用,打通了基因组合成从基础研究到应用的链条;

l 成果发表两篇Science等;获“中国科学十大进展”、侯德榜化工科技成就奖、天津市自然科学特等奖、中国化工学会“基础研究成果”一等奖等。

l 教育部“珠峰计划”合成生物学前沿科学中心主任,《合成生物学》主编,中国化工学会生物化工专业委员会副主任委员,IChemE Fellow。

 

团队成员:

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李炳志  教授/博导

国家“万人计划”科技创新领军人才,教育部青年长江学者,国家基金委优秀青年基金获得者,国家重点研发计划合成生物学重点专项项目首席科学家,“生物安全关键技术研发”国家重点专项专家组成员。邮箱:bzli@tju.edu.cn

l 主要围绕合成生物学展开科研工作,具体研究方向包括:1)酵母基因组深度设计合成,探索酵母基因组合成的新原则、新方法;2)生物质生物转化,重点聚焦木质素的生物高值化研究;3)DNA信息存储,尝试海量信息存储的新范式。

l 成果发表Science、Nature Communications、Chemical Society Reviews等论文90余篇。曾获中国化工学会基础研究成果一等奖(排名第2)、天津市自然科学特等奖(排名第4)、全球华人化工大会杰出青年奖、第十届侯德榜化工科学技术青年奖、第二届闵恩泽能源化工青年进步奖等。

l 任中国生物工程学会合成生物学分会委员、中国化工学会生物化工专委会委员、中国微生物学会分子微生物学与生物工程专委会委员、中国生物工程学会青工会委员等。在《Biotechnology for Biofuels and Bioproducts》《Frontiers in Bioengineering and Biotechnology》《Bioresources and Bioprocessing》《Frontiers in Bioenergy Research》《Biodesign Research》《Frontiers in Chemical Engineering》《Biotechnology Notes》《合成生物学》等期刊担任编委或青年编委。

 

吴毅

吴毅  教授/博导

天津大学化工学院英才教授,博士生导师,国家青年人才,国家重点研发计划青年项目首席科学家。

邮箱:yi.wu@tju.edu.cn

l 从事合成生物学研究,聚焦基因组大片段DNA的设计与操纵。

l 代表性工作发表在Science、Nature Communications、ACS Synthetic Biology等杂志,相关成果入选“中国科学十大进展”,获得天津市自然科学特等奖等。

l 目前在研项目包括国家重点研发计划绿色生物制造专项青年项目“工业微生物基因组大片段DNA的设计原理与操纵方法”、国家重点研发计划合成生物学专项子课题“基于人工染色体的异源免疫表达与调控”、国家自然科学基金面上项目“CRISPR-Cas9依赖的酵母染色体驱动”.

 

丁明珠

丁明珠   副研究员/硕导 

全国百篇优博获得者,天津大学“北洋青年学者”。

邮箱:mzding@tju.edu.cn

l 致力于微生物混菌体系的设计构建,主要针对塑料降解、石油污染物降解、维生素C发酵等开展合混菌体系构建与系统解析研究,以获得高效稳定的人工混菌体系。

l 承担国家重点研发计划子课题、国家基金青年/面上项目、863项目子课题等多项国家级项目。

l 近年来在生物化工领域以第一/通讯作者身份发表SCI论文近30篇;获授权发明专利10项。

 

刘志华

刘志华 副教授/硕导

天津大学化工学院长聘副教授,先后获得天津大学生物工程学士(2010年)、生物化工硕士(2013年),中国科学院大学生物化工博士学位(2016年);于美国德州农工大学从事博士后研究(2016-2017年)、担任研究员(2017-2020年);入选天津市青年人才项目、天津大学“北洋学者英才计划”(2020)。

邮箱:zhliu@tju.edu.cn

l 主要从事生物炼制与能源、生物质生物转化、木质素高值化利用、系统与合成生物学等领域的应用基础研究。

l 在Nature Commun.、Renew. Sust. Energ. Rev.、Biotechnol. Adv.、Green Chem.等期刊发表论文50余篇,Springer特邀主编生物炼制与能源领域英文专著1部,第一作者参与撰写英文专著4个章节。论文总被引1700余次,发表在Nature Commun.上文章被选为Energy领域50篇亮点文章之一。1篇论文被选为Green Chem.封面文章,4篇论文被评为ESI高被引或BMC高获取论文;担任四个期刊编委、三十余个国际权威期刊审稿人。研究成果被Science Daily、EurekAlert(AAAS)等多家国际媒体报道。

 

姚明东

姚明东 博士/硕导

天津大学化工学院讲师。2006年在天津大学化工学院获得学士学位,2013年在日本东京大学应用生命化学专业获得博士学位,2013-2016年在中科院大连化学物理研究所太阳能研究部从事博士后研究工作。

邮箱:mingdong.yao@tju.edu.cn

l 研究方向是合成生物学和蛋白质结构与功能研究,主要负责生物合成中“关键功能酶元件的设计、开发和优化”,及生物合成路径中的关键生物酶的结构和反应机制研究。

l ACS Sustainable Chemistry & Engineering (IF:9.2);Microbial Cell Factories (IF:6.4);Synthetic and Systems Biotechnology (IF:4.7);《合成生物学》等多个期刊审稿专家。在Metabolic Engineering,Journal of Agricultural and Food Chemistry,ACS Synthetic Biology, Journal of Biological Chemistry, Journal of Physical Chemistry等国际知名刊物发表SCI论文30余篇。

l 主持国家及省部级科研项目6项,申报发明专利20余项,授权发明专利9项。

 


报考意向
招生信息
化工学院
硕士研究生
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备注:
科研项目

团队承担、完成多项国家级项目, 包括科技部“合成生物学”重点研发专项、重大863项目、973项目、国家基金委、科技部国际合作专项、以及多项生物医药企业项目10多项,目前在研科研经费共计8000多万元。

1、国家自然基金创新群体项目    

2、国家重点研发计划项目           

3、国家973计划项目                

4、国家重大863计划项目         

5、国家自然基金重点项目       

6、国际合作与交流项目

。。。。。。。。。。

合作的企业:

1. 嘉必优生物技术有限公司;

2.浙江医药集团;

3.优沃源素生物科技(天津)有限公司;

4.西安海斯夫生物科技有限公司;

5.中石油;

6.中粮;

7.鲁维制药;

8.华北制药;

9.林格贝尔;

。。。。。。。。。


研究成果

获奖:

1.中国化工学会基础研究成果一等奖 2021

2.天津市自然科学奖特等奖 2019

3.中国科学十大进展 2017

4.中国高等学校十大科技进展 2017

。。。。。。。

论文:

 围绕合成生物学研究,在Science、Nature Communications、Chemical Society Reviews、Metabolic EngineeringACS Synthetic Biology、Science CHINA-Life Sciences 、National Science Review和 Engineering等国内外顶级期刊上发表论文200余篇。

代表作:

1.Xie, ZX; Li, BZ; Mitchell, LA; Wu, Y; Qi, X; Jin, Z; Jia, B; Wang, X; Zeng, BX; Liu, HM; Wu, XL; Feng, Q; Zhang, WZ; Liu, W; Ding, MZ; Li, X; Zhao, GR; Qiao, JJ; Cheng, JS; Zhao, M; Kuang, Z; Wang, XY; Martin, JA; Stracquadanio, G; Yang, K; Bai, X; Zhao, J; Hu, ML; Lin, QH; Zhang, WQ; Shen, MH; Chen, S; Su, W; Wang, EX; Guo, R; Zhai, F; Guo, XJ; Du, HX; Zhu, JQ; Song, TQ; Dai, JJ; Li, FF; Jiang, GZ; Han, SL; Liu, SY; Yu, ZC; Yang, XN; Chen, K; Hu, C; Li, DS; Jia, N; Liu, Y; Wang, LT; Wang, S; Wei, XT; Fu, MQ; Qu, LM; Xin, SY; Liu, T; Tian, KR; Li, XN; Zhang, JH; Song, LX; Liu, JG; Lv, JF; Xu, H; Tao, R; Wang, Y; Zhang, TT; Deng, YX; Wang, YR; Li, T; Ye, GX; Xu, XR; Xia, ZB; Zhang, W; Yang, SL; Liu, YL; Ding, WQ; Liu, ZN; Zhu, JQ; Liu, NZ; Walker, R; Luo, YS; Wang, Y; Shen, Y; Yang, HM; Cai, YZ; Ma, PS; Zhang, CT; Bader, JS; Boeke, JD; Yuan, YJ. Perfect designer chromosome V and behavior of a ring derivative. SCIENCE. 2017,355.

2.Wu, Y; Li, BZ; Zhao, M; Mitchell, LA; Xie, ZX; Lin, QH; Wang, X; Xiao, WH; Wang, Y; Zhou, X; Liu, H; Li, X; Ding, MZ; Liu, D; Zhang, L; Liu, BL; Wu, XL; Li, FF; Dong, XT; Jia, B; Zhang, WZ; Jiang, GZ; Liu, Y; Bai, X; Song, TQ; Chen, Y; Zhou, SJ; Zhu, RY; Gao, F; Kuang, Z; Wang, XY; Shen, M; Yang, K; Stracquadanio, G; Richardson, SM; Lin, YC; Wang, LH; Walker, R; Luo, YS; Ma, PS; Yang, HM; Cai, YZ; Dai, JB; Bader, JS; Boeke, JD; Yuan, YJ.Bug mapping and fitness testing of chemically synthesized chromosome X. SCIENCE. 2017,355.

3.Wu, Y; Zhu, RY; Mitchell, LA; Ma, L; Liu, R; Zhao, M; Jia, B; Xu, H; Li, YX; Yang, ZM; Ma, Y; Li, X; Liu, H; Liu, D; Xiao, WH; Zhou, X; Li, BZ; Yuan, YJ; Boeke, JD.In vitro DNA SCRaMbLE. NATURE COMMUNICATIONS.2018,9.

4.Jia, B; Wu, Y; Li, BZ; Mitchell, LA; Liu, H; Pan, S; Wang, J; Zhang, HR; Jia, N; Li, B; Shen, M; Xie, ZX; Liu, D; Cao, YX; Li, X; Zhou, X; Qi, H; Boeke, JD; Yuan, YJ. Precise control of SCRaMbLE in synthetic haploid and diploid yeast.NATURE COMMUNICATIONS.2018,9.

5.Wang, J; Xie, ZX; Ma, Y; Chen, XR; Huang, YQ; He, B; Jia, B; Li, BZ; Yuan, YJ.Ring synthetic chromosome V SCRaMbLE.NATURE COMMUNICATIONS.2018,11.

6.Xu, H; Han, MZ; Zhou, SY; Li, BZ; Wu, Y; Yuan, YJ.Chromosome drives via CRISPR-Cas9 in yeast.NATURE COMMUNICATIONS.2020,20.

7.Liu, Y; Ding, MZ; Ling, W; Yang, Y; Zhou, X; Li, BZ; Chen, T; Nie, Y; Wang, MX; Zeng, BX; Li, X; Liu, H; Sun, BD; Xu, HM; Zhang, JM; Jiao, Y; Hou, YA; Yang, H; Xiao, SJ; Lin, QC; He, XZ; Liao, WJ; Jin, ZQ; Xie, YF; Zhang, BF; Li, TY; Lu, X; Li, JB; Zhang, F; Wu, XL; Song, H; Yuan, YJ. A three-species microbial consortium for power generation.ENERGY & ENVIRONMENTAL SCIENCE.2017,10(7):1600-1609.

近期发表论文如下:

1. Cao, Z; Ma, YX; Jia, B; Yuan, YJ.  Mobile CRISPR-Cas9 based antiphage system in E. coli. FRONTIERS OF CHEMICAL SCIENCE AND ENGINEERING. 2022

2.Jin, J; Jia, B; Yuan, YJ.Combining nucleotide variations and structure variations for improving astaxanthin biosynthesis. MICROBIAL CELL FACTORIES.2022

3.Jia, B; Jin, J; Han, MZ; Li, BZ; Yuan, YJ. Directed yeast genome evolution by controlled introduction of trans-chromosomic structural variations. SCIENCE CHINA-LIFE SCIENCES.2022

4.Chen, WG; Han, MZ; Zhou, JT; Ge, Q; Wang, PP; Zhang, XC; Zhu, SY; Song, LF; Yuan, YJ. An artificial chromosome for data storage. NATIONAL SCIENCE REVIEW.2022

5.Zong, QJ; Xu, T; Liu, H; Xu, L; Zhang, RK; Li, BZ; Liu, ZH; Yuan, YJ.Microbial Valorization of Lignin to Bioplastic by Genome-Reduced Pseudomonas putida. FRONTIERS IN MICROBIOLOGY.2022

6.Wang, Y; Li, HC; Liu, Y; Zhou, MY; Ding, MZ; Yuan, YJ.Construction of synthetic microbial consortia for 2-keto-L-gulonic acid biosynthesis. SYNTHETIC AND SYSTEMS BIOTECHNOLOGY. 2022

7.Kang, JP; Li, JY; Guo, Z; Zhou, SJ; Su, SX; Xiao, WH; Wu, Y; Yuan, YJ.Enhancement and mapping of tolerance to salt stress and 5-fluorocytosine in synthetic yeast strains via SCRaMbLE.SYNTHETIC AND SYSTEMS BIOTECHNOLOGY.2022

8.Wang, JY; Cao, YY; Chen, YN; Wu, XL; He, BT; Zhu, SY; Zhou, X; Wu, Y; Li, BZ; Yuan, YJ.Artificial nondirectional site-specific recombination systems. ISCIENCE.2022

9.Xu, L; Zhang, JY; Zong, QJ; Wang, L; Xu, T; Gong, JB; Liu, ZH; Li, BZ; Yuan, YJ. High-solid ethylenediamine pretreatment to fractionate new lignin streams from lignocellulosic biomass.CHEMICAL ENGINEERING JOURNAL. 2022

10.Zhang, ZY; Liao, DN; Ma, YX; Jia, B; Yuan, YJ.Orthogonality of Redesigned tRNA Molecules with Three Stop Codons.CHINESE JOURNAL OF CHEMISTRY. 2022

11. Xu, T; Zong, QJ; Liu, H; Wang, L; Liu, ZH; Li, BZ; Yuan, YJ. Identifying ligninolytic bacteria for lignin valorization to bioplastics. BIORESOURCE TECHNOLOGY. 2022.

12.Wang, WY; Cai, HQ; Qu, SY; Lin, WH; Liang, CC; Liu, H; Xie, ZX; Yuan, YJ. Genomic Variation-Mediating Fluconazole Resistance in Yeast. BIOMOLECULES.2022

13.Qi, XH; Yan, WL; Cao, ZB; Ding, MZ; Yuan, YJ.Current Advances in the Biodegradation and Bioconversion of Polyethylene Terephthalate. MICROORGANISMS.2022

14.Zhou, JT; Zhang, C; Wei, R; Han, MZ; Wang, SD; Yang, KG; Zhang, LH; Chen, WG; Wen, MZ; Li, C; Tao, W; Yuan, YJ. Exogenous artificial DNA forms chromatin structure with active transcription in yeast.CIENCE CHINA-LIFE SCIENCES.2022.

15. Guo, XJ; Yao, MD; Xiao, WH; Wang, Y; Zhao, GR; Yuan, YJ. Compartmentalized Reconstitution of Post-squalene Pathway for 7-Dehydrocholesterol Overproduction in Saccharomyces cerevisiae. FRONTIERS IN MICROBIOLOGY. 2021.

16.Bai, X; Lin, T; Liang, N; Li, BZ; Song, H; Yuan, YJ. Engineering synthetic microbial consortium for efficient conversion of lactate from glucose and xylose to generate electricity. BIOCHEMICAL ENGINEERING JOURNAL.2021

17.Zhou, SJ; Wu, Y; Xie, ZX; Jia, B; Yuan, YJ.Directed genome evolution driven by structural rearrangement techniques.CHEMICAL SOCIETY REVIEWS. 2021,50(22):12788-12807.

18.Zhang, RK; Tan, YS; Cui, YZ; Xin, X; Liu, ZH; Li, BZ; Yuan, YJ. Lignin valorization for protocatechuic acid production in engineered Saccharomyces cerevisiae. GREEN CHEMISTRY. 2021,23(17):6515-6526.

19.Han, PY; Ma, Y; Fu, ZH; Guo, Z; Xie, JN; Wu, Y; Yuan, YJ. A DNA Inversion System in Eukaryotes Established via Laboratory Evolution.  ACS SYNTHETIC BIOLOGY. 2021,12

20.Qi, XH; Ma, Y; Chang, HC; Li, BZ; Ding, MZ; Yuan, YJ. Evaluation of PET Degradation Using Artificial Microbial Consortia. FRONTIERS IN MICROBIOLOGY. 2021,12.

21. Xie, ZX; Zhou, JT; Fu, J; Yuan, YJ. Debugging: putting the synthetic yeast chromosome to work. CHEMICAL SCIENCE. 2021,12(15):5381-5389.

22.Zhou, MY; Bi, YH; Ding, MZ; Yuan, YJ. One-Step Biosynthesis of Vitamin C in Saccharomyces cerevisiae. FRONTIERS IN MICROBIOLOGY. 2021,12.

23.Tan, XY; Wu, XL; Han, MZ; Wang, L; Xu, L; Li, BZ; Yuan, YJ. Yeast autonomously replicating sequence (ARS): Identification, function, and modification. ENGINEERING IN LIFE SCIENCES.2021,21(7): 464-474.

24.Jiang, GZ; Yao, MD; Wang, Y; Xiao, WH; Yuan, YJ. A push-pull-restrain strategy to improve citronellol production in Saccharomyces cerevisiae. METABOLIC ENGINEERING.2021,66: 51-59.

25.Tan, YS; Wang, L; Wang, YY; He, QE; Liu, ZH; Zhu, Z; Song, K; Li, BZ; Yuan, YJ. Protein acetylation regulates xylose metabolism during adaptation of Saccharomyces cerevisiae. BIOTECHNOLOGY FOR BIOFUELS. 2021,14(1).

26.Zeng, BX; Yao, MD; Xiao, WH; Luo, YZ; Wang, Y; Yuan, YJ. Endogenous 2 mu Plasmid Editing for Pathway Engineering in Saccharomyces cerevisiae. FRONTIERS IN MICROBIOLOGY. 2021,12

27.Liang, N; Yao, MD; Wang, Y; Liu, J; Feng, L; Wang, ZM; Li, XY; Xiao, WH; Yuan, YJ. CsCCD2 Access Tunnel Design for a Broader Substrate Profile in Crocetin Production. JOURNAL OF AGRICULTURAL AND FOOD CHEMISTRY. 2021,69(39):11626-11636.



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