微生物代谢国家重点实验室学术交流例会

暨国重实验室科技创新课程

报告题目一：电遗传学和微生物电催化

报告人：宋浩  教授、博士生导师

主持人：刘晨光 副教授

时  间：3月19日（周五） 下午 14:00-15:30

地  点：闵行校区生命药学楼树华多功能厅

简介：

天津大学化工学院制药工程系系主任。国家万人计划科技创新领军人才、科技部中青年科技创新领军人才，国家青年特聘专家，中国生物工程学会合成生物学专业委员会副主任。研究方向为合成生物学和电能细胞，侧重电能细胞的设计构建及在能源环境领域的工业应用；并利用合成生物学和代谢工程方法研究药物和营养品生物合成和酶催化不对称药物生物转化。主持承担多项国家级项目，包括科技部合成生物学重点研发专项-电能细胞设计合成（首席科学家）、科技部863计划、国家自然科学基金、国家海洋局项目等。在合成生物学相关领域期刊，如Nature Chemical Biology、Nature Communications、Angewandte Chemie、Energy & Environmental Science、Chemical Society Reviews等发表文章110余篇。

报告摘要：

微生物电催化过程是指微生物细胞通过双向电子传递与外界环境进行物质能量交换，在国家安全、能源、环境等领域展现出重要应用前景。但电子传递效率低下的重大缺陷已成为制约微生物电催化领域产业化的核心瓶颈。通过合成生物学和光电遗传学技术，并结合半导体合成生物学，从单细胞、多细胞系统以及半导体材料进行多尺度研究，阐明了限制微生物电催化效率的关键机制，全新设计构建了高效微生物电催化系统。此次报告内容主要包括：（1）揭示单菌及菌群电子传递和“物质-能量代谢”互作机制，开发调控细胞电子传递途径中多模块组装的合成生物学策略，构建高效放电的微生物燃料电池和混菌人工体系。（2）微生物光-电合成：构建"细胞-酶-材料"人工杂合体，调控“细胞-酶-材料”表界面动力学过程，提高能量转化效率。通过基因线路设计结合光电遗传学，构建光-电控制的智能细胞，实现光电驱动固碳固氮高效定向合成高附加值化学品，为半导体合成生物学和光电遗传学在微生物电催化体系中的设计构建提供了重要指导。