合成生物学与工业生物技术

课程编码：180234071000P3007H 英文名称：Synthetic Biology and Industrial Biotechnology 课时：40 学分：2.00 课程属性：专业课 主讲教师：赵磊等

合成生物学与工业生物技术是近年来迅猛发展的新兴交叉学科，具有明显的生物学、化学和信息学和工程设计等学科会聚特征。合成生物学与工业生物技术重视结合工程学理念，研究解析和设计再造生命体，构建在医学、化工、农业、食品等领域有重大应用前景的工程细胞，以实现可持续化学品、材料、能源和药物制造，替代传统石化工艺，具有绿色、低碳、高效的特点。本课程将系统讲述合成生物学与工业生物技术原理及其应用，涉及合成生物系统的基因线路、设计与组装、调控与优化、基因编辑、细胞工厂构建等部分。
通过本课程的学习，研究生能够掌握合成生物学与工业生物技术基本原理和研究热点、生命体组装原理和设计再造研究方法，包括基因组设计改造方法，大数据和自动化驱动生命科学研究，以及从工程学理念研究和理解生命科学运行规律等方面有全面了解。最终以培养学生严谨求实的科学态度、提高学生分析解决合成生物学及工业生物技术等相关问题的能力为目标。要求研究生在实际研究中可用工程、系统思维来设计改造生物系统，提高其工程应用、数据计算与生物学研究相结合能力。创新能力和研究视野将得到显著提升。

《现代分子生物学》《细胞生物学》

第一章 合成生物学与微生物代谢工程导论
第1节 合成生物学与微生物代谢工程导论 3.0学时
第二章 合成生物系统基因线路
第1节 合成生物系统基因线路 4.0学时
第三章 合成生物系统的设计组装
第1节 合成生物系统的设计组装 5.0学时
第四章 合成生物系统的调控优化
第1节 合成生物系统的调控优化 4.0学时
第五章 工业生物技术概述
第1节 工业生物技术概述 4.0学时
第六章 基因编辑与调控
第1节 基因编辑与调控 3.0学时
第七章 基因编辑技术研究进展
第1节 基因编辑技术研究进展 4.0学时
第八章 细胞工厂构建及案例
第1节 细胞工厂构建及案例 4.0学时
第九章 合成生物学与工业生物技术研究实例讨论
第1节 合成生物学与工业生物技术研究实例讨论1 3.0学时
第2节 合成生物学与工业生物技术研究实例讨论2 3.0学时
第十章 外出参观与现场教学
第1节 外出参观与现场教学1 1.5学时
第2节 外出参观与现场教学2 1.5学时

赵磊博士主要致力于低碳合成生物系统的设计创建与应用等研究工作。目前担任中国科学院天津工业生物技术研究所植物细胞工程与代谢团队负责人，国家合成生物技术创新中心研究员，低碳合成工程生物学全国重点实验室独立PI，中国科学院高层次引才项目入选者。现任国家烟草基因研究中心学术委员会委员、中国科学院天津工生所学位委员会委员、中国科学院国际合作评审专家等，兼任中国科学院大学、中国科学院大学中丹学院、中国农业大学等高校兼职导师。其解析了维持生物类囊体膜稳定性的关键因子具体作用机制，并初步探明其应用价值；建立了生物碳代谢副产物的再利用新技术，结合工程技术等实现其向代谢中间体的高效转化，为产物生成提供丰富底物来源；开发了光合生物辅助固碳新技术，为实现固碳高值品转化利用提供了一种新策略，并实现多项产业转化。先后主持国家重点研发计划课题、国家自然科学基金委面上项目、中国科学院人才项目、天津合成生物技术创新能力提升行动等项目。已在 Trends Biotechnology、Green Chemistry、Metabolic Engineering、J Cell Biology、New Phytologist、Plant Physiology、Critical Reviews Biotechnology等国际主流学术刊物发表文章50余篇，申请发明专利30余项，参编中国轻工业出版社教材1部。培养研究生多次获得“国家奖学金”“侯德榜奖学金”“校级一等奖学金”等重要奖项，合作博士后获得“中国博士后国际交流计划-人才引进”和“中国科学院特别研究助理”等项目资助。现任 Green Carbon、Advanced Biotechnology、Modern Agriculture等期刊编委。
薛超友，博士，中国科学院天津工业生物技术研究所研究员，博士生导师，国家重点研发计划项目首席科学家，入选人社部高层次海外留学人才计划、中国科学院“BR计划”、天津市科技咨询专家。2017博士毕业于美国爱荷华州立大学，2017-2020年在哥伦比亚大学从事博士后研究，2021年加入中国科学院天津工业生物技术研究所。主要研究方向是利用单分子、单细胞等技术手段研究基因编辑与代谢调控新策略和新方法；针对非模式工业菌株开发高效的遗传操作，建立工业菌种基因组大片段DNA的简易替换方法，提高高附加值天然产物的产量。过去五年在包括Nature、Molecular Cell、PNAS、Nature Communications等高水平学术期刊上发表SCI文章30篇。