DNA合成是合成生物学、合成基因组学和生物制造等领域的重要基础技术。随着研究对象从单个基因扩展到多基因模块、代谢通路乃至更大尺度的功能DNA构件，如何高效、准确、规模化合成长片段DNA，已成为制约相关技术发展的关键问题。目前，长片段DNA合成流程通常包括寡核苷酸合成、片段组装和序列纠错等环节。然而，这些环节在实际应用中多相互分离、独立优化，缺乏面向全流程的协同设计。前端合成过程中产生的碱基替换、插入或缺失...
在全球微生物耐药性（Antimicrobial Resistance, AMR）危机日益加剧的大背景下，噬菌体疗法（Phage Therapy）正成为应对多重耐药菌感染的重要策略。然而，限制其临床推广的一个关键瓶颈是：缺乏快速、定量、全面评估细菌宿主对噬菌体敏感性的检测方法。现有“金标准”为噬菌斑法，通过双层琼脂培养基观察噬菌斑的形成，耗时通常为11-21小时，且通常仅能提供“敏感/耐药”的定性判断，故难以量化噬菌体的杀菌效能，也无法揭示噬...
在哺乳动物发育、免疫应答及疾病发生发展过程中，细胞群体内部普遍存在显著异质性。单个细胞在形态、代谢状态和功能响应等多模态表型的差异，往往隐藏着重要的生物学信息。如何在保持细胞活性的前提下，实现低成本、高效的单细胞高效捕获、在线检测和精准分选，是单细胞分析分选领域面临的重要瓶颈。近日，青岛能源所单细胞中心开发了一种面向哺乳动物细胞异质性研究的新型微流控单细胞分析与分选平台。该平台集成了阵列化单...
土壤盐碱化已成为全球农业可持续发展的重要制约因素，盐碱胁迫不仅导致土壤结构退化和养分失衡，还严重抑制作物生长。中国盐碱地面积超过1亿公顷，其中盐碱稻田占比超过10%，形势尤为严峻。传统的物理和化学修复方法虽然有效，但存在成本高、易产生二次污染等问题。因此，开发绿色、高效的生物修复技术成为当前土壤治理领域的重要方向。近日，青岛能源所生物燃气与环境工程中心聚焦盐碱稻田中干湿交替引发氧化还原波动的特殊环...
甘油葡糖苷（Glucosylglycerol, GG），特别2-αGG，是存在于某些极端环境下的藻类和细菌中的天然活性物质，具有高锁水、热稳定、低甜度等理化特性，具备保湿、抗炎、舒缓、抗肿瘤等多种健康护理功效，在日化、食品、医药健康领域具有广阔的应用前景。传统化学合成易产生异构体、纯度不足，微生物天然提取受环境限制、成本高昂，现有酶法催化则存在酶热稳定性差、区域选择性不足、纯化回收率低等瓶颈。近日，青岛能源所微生物制...
三氟甲基（CF₃）是药物化学中重要的修饰基团，引入该基团可显著改善候选分子的代谢稳定性和生物活性。然而，在未保护的酚和苯胺类化合物上直接实现高区域选择性三氟甲基化，始终是合成化学领域的一项难题。传统化学方法常依赖导向基团或金属催化剂，不仅条件苛刻，选择性也往往欠佳。为解决这一难题，青岛能源所一碳生物技术研究中心丛志奇研究员团队，基于前期建立的“双功能小分子协同P450酶催化”体系，通过双功能小分子...
通过H2驱动温室气体CO₂转化为燃料和化学品，是缓解能源危机与气候问题的重要路径之一。产乙酸菌能够通过伍德-永达尔途径固定CO₂，并偶联能量代谢，实现自养生长。细胞固碳和ATP合成过程需要H₂ 等还原剂氧化产生的还原当量驱动。氢化酶能够催化H₂氧化、启动还原力生成，是影响细胞生长与CO₂固定效率的关键酶。近日，青岛能源所一碳生物技术研究中心基于前期开发的CRISPR/Cas9基因编辑技术，敲除了模式产乙酸菌永达尔梭菌（C...
随着全球人口增长和农业生态系统持续退化，化学肥料的过量使用已导致土壤退化和环境污染问题日益突出。海藻提取物富含海藻多糖、多酚类物质、植物激素及多种矿质元素，与氮、磷、钾肥配合施用，可使肥料利用率提高，促进根系发育和根际有益微生物活性，改善土壤健康。近日，青岛能源所一碳生物技术研究中心系统梳理了海藻提取物作为天然生物刺激素在肥料增效领域的研究进展，围绕海藻提取物在肥料增效中的应用在Algal Research...
在真核细胞中，脂质、甾醇和类胡萝卜素等重要代谢物共享有限前体资源。细胞如何在多条彼此关联又相互竞争的合成通路之间实现协调和平衡，是生命科学和生物制造领域关注的重要问题。青岛能源所一碳生物技术研究中心在红法夫酵母中鉴定出一个保守型E3泛素连接酶PTR1，研究发现其是协调多条乙酰辅酶A关联代谢通路的关键节点。PTR1缺失后，细胞代谢网络发生系统性重编程：虾青素产量提升至野生型的3倍，甾醇含量显著增加，脂质组成...
高端生物反应器长期制约着生物制造产业的自主发展，而其关键是先进传感器。例如，合成各种生物聚合物的工业发酵罐里，细胞的代谢功能此时“正常”么？这个看似简单的问题，却长期困扰着生物制造行业。针对细胞中生物聚合物含量与单体组成等关键代谢指标，传统过程分析手段通常需要从罐中取样、送回实验室，经过繁琐耗时的前处理和色谱/质谱分析才有答案，而此时发酵过程早已进入下一个阶段。而且，这些滞后的数据通常检测的是数...
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