中国科学家“零突破”：陈国强教授荣获国际代谢工程奖

国际代谢工程学会（IMES）2023年国际代谢工程奖将在其官方平台()上重磅宣布（IMES Award）陈国强，中国学者，清华大学生命科学学院，化学系教授，合成与系统生物学中心主任，通过开发和利用嗜盐菌来表彰他“下一代工业生物技术（NGIB）”为全球代谢工程领域做出了突出贡献。

国际代谢工程奖由代谢工程领域的国际权威学术组织国际代谢工程学会发起，每两年授予一名在代谢工程领域做出杰出贡献的研究人员，并与美国化学工程师协会合作（AIChE）联合举办的国际代谢工程大会（Metabolic Engineering Conference）上颁奖。2023年第15届国际代谢工程大会将于6月11日至15日在新加坡举行。届时，陈国强教授也将出席会议，并向全球学者介绍下一代工业生物技术（NGIB）在生物制造领域的最新进展。

在官方网站上展示IMES

陈国强教授成为第一位IMES教授 中国科学家Award

自2000年国际代谢工程奖正式颁发以来，获奖者均来自海外。陈国强是第一位获得该奖项的中国科学家。此前获得国际代谢工程奖的科学家包括生物化学工程先驱杰米斯 E. Bailey、合成生物学领域权威Jay Keasling、以及一些顶尖科学家，如美国工程院院士。

历届IMES Award获奖者

Sang国际代谢工程奖评选委员会主席 Yup 李教授说：陈国强教授一直致力于通过合成生物学研发嗜盐菌，生产各种PHA和其他小分子化合物，为代谢工程做出了突出贡献。目前，工程极端微生物和‘下一代工业生物技术’陈国强教授获得国际代谢工程奖，其概念已被广泛应用于化合物的开放生产中。

陈国强教授长期从事“生物合成PHA材料及下一代工业生物技术”的研究，在国际学术期刊上，他是这样的 Chemical Reviews、Chemical Society Reviews、Science、Advanced Materials、Advanced Science、Nucleic Acids Research、Nature Communications、Trends in Biotechnology、Biomaterials、Metabolic Engineering 和 Current Opinions in Biotechnology 共发表微生物技术和生物材料相关论文380余篇，Web of Sciences记录论文引用2500多次(H指数为77)（Google Scholar引用6万多次，H指数100)。陈国强教授已获得50多项授权专利和50项公开专利。

NGIB将给生物制造业带来颠覆性的变化

2005年，陈国强教授和科研团队筛选出适应性最强的工业微生物菌株，位于世界上最热、最干燥的地区之一，盐浓度为200克/升。——嗜盐菌Halomonas通过DBTL(设计-构建-测试-学习)系统重新编辑嗜盐菌基因，采用合成生物学和代谢工程学方法，成功开发了下一代工业生物技术，改造了适应性强、生长速度快的菌株（NGIB），涵盖理论、模型、分子操作、实验室培训技术、中试技术和工业生产技术，以及部分产品的应用。

与使用传统微生物底盘的工业生物技术相比（CIB），如大肠杆菌，基于嗜盐菌的NGIB不需要灭菌，生产过程可以开放连续，降低能耗和淡水消耗，降低生物制造的复杂性和设备制造成本，提高生物制造产品的竞争力。陈国强教授的团队预测，NGIB可以将传统生物制造的能耗降低50%以上，大大提高生产效率。

最新的NGIB技术已应用于合成生物企业微构工场、微琪生物、安琪酵母、麦得发、中粮生化等大规模生物制造。

陈国强教授利用传统的微生物底盘大规模生产PHA材料，发现染菌问题难以解决，然后对嗜盐菌进行多年的代谢工程和合成生物学改造，使其更适合大规模生物制造。包括重构Halomonas底盘细胞底物的代谢途径，启动子工程和血红蛋白的配置，大大提高氧气效率；重编群体效应代谢途径和形态工程，改变细菌生长模式，改变嗜盐菌表面电荷，使细菌自凝絮凝，有利于持续发酵和细菌分离；开放式发酵降低了工艺流程和设备的复杂性，该菌株已连续迭代20多代。

嗜盐菌系统的合成生物学改造也成功地实现了PHB等各种生物化学品的成功生产、P34HB、P34HBHV、PHBHHX、PHB5HV、P3HP3HB等PHA材料也可用于生产戊二胺、四氢密呢、肌醇、氨基酸、3-轻基丙酸等产品。医疗组织工程、功能材料、薄膜、纤维和3D打印正在开发各种PHA材料。轻基丁酸及其衍生物也用于研究和治疗骨质疏松症和阿尔茨海默病。

不仅如此，陈国强教授在利用非粮食碳源方面也取得了重大突破。改造后的嗜盐细菌还可以利用秸秆糖、厨房废料、废糖蜂蜜、废工业乙酸等原料合成PHA材料，为农业废秸秆的高价值利用储备先进技术，实现非粮食碳源的生产。

《人民日报》评论说，陈国强教授开发的技术已应用于合成生物学产业：“合成生物学和‘下一代工业生物技术’在制造PHA生物塑料的道路上，陈国强的团队使中国处于世界领先水平。”