合成生物学 ›› 2022, Vol. 3 ›› Issue (5): 821-825.DOI: 10.12211/2096-8280.2022-049
合成生物学助力碳中和：新底盘、新策略与新技术
孙韬1,2,3, 张卫文1,2,3, 胡章立4,5, 元英进1,3
- 1.天津大学化工学院，天津 300072
2.天津大学生物安全战略研究中心，天津 300072
3.教育部系统生物工程重点实验室和合成生物学前沿科学中心，天津 300072
4.深圳大学生命与海洋科学学院，广东 深圳 518055
5.广东省海洋藻类工程技术研究中心，广东 深圳 518055
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收稿日期:2022-09-09修回日期:2022-09-19出版日期:2022-10-31发布日期:2022-11-16 -
作者简介:孙韬 ：博士，天津大学生物安全战略研究中心讲师，硕士生导师，从事微生物合成生物学及生物安全相关研究。已在Cell Reports、Metabolic Engineering、ACS Nano等专业杂志发表论文47篇，主持国家自然科学基金青年科学基金项目及2项国家重点研发计划子课题。张卫文 ：天津大学教授、生物安全战略研究中心主任，教育部“科学技术委员会”委员，国家重点研发计划首席科学家，中国科协决策咨询重点项目首席专家，牵头中美合成生物学生物安全“二轨”战略对话。研究领域主要包括：（1）合成生物学；（2）生物化工；(3) 生物安全。胡章立 ：深圳大学教授、生命与海洋科学学院院长，广东省海洋藻类工程技术研究中心主任，深圳市海洋藻类开发与应用工程实验室主任。研究领域主要包括：（1）微藻基因工程与合成生物学；（2）微藻及植物逆境生物学。元英进 ：天津大学教授，中国科学院院士，教育部“珠峰计划”合成生物学前沿科学中心主任， 系统生物工程教育部重点实验室主任。 研究领域主要包括：（1）合成生物学；（2）生物化工。
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Received:2022-09-09Revised:2022-09-19Online:2022-10-31Published:2022-11-16
中图分类号:
引用本文
孙韬, 张卫文, 胡章立, 元英进. 合成生物学助力碳中和：新底盘、新策略与新技术[J]. 合成生物学, 2022, 3(5): 821-825.
| 1 | 央视新闻. 碳达峰与碳中和[EB/OL] (2021-03-10)[2022-09-09]. . |
| 2 | 央视. 中美发表应对气候危机联合声明[EB/OL] (2021-04-18)[2022-09-09]. . |
| 3 | ATSUMI S, HIGASHIDE W, LIAO J C. Direct photosynthetic recycling of carbon dioxide to isobutyraldehyde[J]. Nature Biotechnology, 2009, 27(12): 1177-1180. |
| 4 | KANNO M, CARROLL A L, ATSUMI S. Global metabolic rewiring for improved CO2 fixation and chemical production in cyanobacteria[J]. Nature Communications, 2017, 8: 14724. |
| 5 | LAN E I, LIAO J C. ATP drives direct photosynthetic production of 1-butanol in cyanobacteria[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 2012, 109(16): 6018-6023. |
| 6 | SUN T, LI S B, SONG X Y, et al. Toolboxes for cyanobacteria: Recent advances and future direction[J]. Biotechnology Advances, 2018, 36(4): 1293-1307. |
| 7 | LIEW F E, NOGLE R, ABDALLA T, et al. Carbon-negative production of acetone and isopropanol by gas fermentation at industrial pilot scale[J]. Nature Biotechnology, 2022, 40(3): 335-344. |
| 8 | WU Y S, JIANG Z, LU X, et al. Domino electroreduction of CO2 to methanol on a molecular catalyst[J]. Nature, 2019, 575(7784): 639-642. |
| 9 | SCHUCHMANN K, MÜLLER V. Direct and reversible hydrogenation of CO2 to formate by a bacterial carbon dioxide reductase[J]. Science, 2013, 342(6164): 1382-1385. |
| 10 | ZHENG T T, ZHANG M L, WU L H, et al. Upcycling CO2 into energy-rich long-chain compounds via electrochemical and metabolic engineering[J]. Nature Catalysis, 2022, 5(5): 388-396. |
| 11 | CAI T, SUN H B, QIAO J, et al. Cell-free chemoenzymatic starch synthesis from carbon dioxide[J]. Science, 2021, 373(6562): 1523-1527. |
| 12 | 杨健钊, 朱新广. 面向碳达峰与碳中和的植物合成生物学[J]. 合成生物学, 2022, 3(5): 847-869. |
| YANG J Z, ZHU X G. Plant synthetic biology for carbon peak and carbon neutrality[J]. Synthetic Biology Journal, 2022, 3(5): 847-869. | |
| 13 | 盛阳阳, 徐秀美, 张巧红, 等. 光合作用碳同化的合成生物学研究进展[J]. 合成生物学, 2022, 3(5): 870-883. |
| SHENG Y Y, XU X M, ZHANG Q H, et al. Advances in synthetic biology for photosynthetic carbon assimilation[J]. Synthetic Biology Journal, 2022, 3(5): 870-883. | |
| 14 | 史梦琳, 周琳, 王庆, 等. 植物二氧化碳代谢途径改造研究进展[J]. 合成生物学, 2022, 3(5): 985-1005. |
| SHI M L, ZHOU L, WANG Q, et al. Advances in the study on the modification of carbon dioxide metabolic pathways in plants[J]. Synthetic Biology Journal, 2022, 3(5): 985-1005. | |
| 15 | 肖璐, 李寅. 生物固碳:从自然生物到人工合成[J]. 合成生物学, 2022, 3(5): 833-846. |
| XIAO L, LI Y. Biological carbon fixation: from natural to synthetic[J]. Synthetic Biology Journal, 2022, 3(5): 833-846. | |
| 16 | JAISWAL D, SAHASRABUDDHE D, WANGIKAR P P. Cyanobacteria as cell factories: The roles of host and pathway engineering and translational research[J]. Current Opinion in Biotechnology, 2022, 73: 314-322. |
| 17 | 赵权宇. 面向碳中和的微藻适应性实验室进化研究进展[J]. 合成生物学, 2022, 3(5): 901-914. |
| ZHAO Q Y. Research progress in carbon neutrality oriented adaptive laboratory evolution of microalgae[J]. Synthetic Biology Journal, 2022, 3(5): 901-914. | |
| 18 | 孙中亮, 陈辉, 王强. 从CO2到有机物——碳中和的微藻绿色生物制造[J]. 合成生物学, 2022, 3(5): 953-965. |
| SUN Z L, CHEN H, WANG Q. From CO2 to value-added products—carbon neutral microalgal green biomanufacturing[J]. Synthetic Biology Journal, 2022, 3(5): 953-965. | |
| 19 | 崔金玉, 张爱娣, 栾国栋, 等. 微藻光驱固碳合成技术的发展现状与未来展望[J]. 合成生物学, 2022, 3(5): 884-900. |
| CUI J Y, ZHANG A D, LUAN G D, et al. Engineering microalgae for photosynthetic biosynthesis: progress and prospect[J]. Synthetic Biology Journal, 2022, 3(5): 884-900. | |
| 20 | 王松, 吴莎, 江亚男, 等. 微藻光合作用的优化升级助力“双碳”目标[J]. 合成生物学, 2022, 3(5): 915-931. |
| WANG S, WU S, JIANG Y N, et al. Optimization and upgradation of microalgal photosynthesis for carbon peaking and carbon neutrality goals[J]. Synthetic Biology Journal, 2022, 3(5): 915-931. | |
| 21 | 陶飞, 孙韬, 王钰, 等. “双碳”背景下聚球藻底盘研究的挑战与机遇[J]. 合成生物学, 2022, 3(5): 932-952. |
| TAO F, SUN T, WANG Y, et al. Challenges and opportunities in the research of Synechococcus chassis under the context of carbon peak and neutrality[J]. Synthetic Biology Journal, 2022, 3(5): 932-952. | |
| 22 | 董正鑫, 孙韬, 陈磊, 等. 调控工程在光合蓝细菌中的应用[J]. 合成生物学, 2022, 3(5): 966-984. |
| DONG Z X, SUN T, CHEN L, et al. Applications of regulatory engineering in photosynthetic cyanobacteria[J]. Synthetic Biology Journal, 2022, 3(5): 966-984. | |
| 23 | 由紫暄, 李锋, 宋浩. 电能细胞的合成生物学设计构建[J]. 合成生物学, 2022,3(5): 1031-1059. |
| YOU Z X, LI F, SONG H. Design and construction of electroactive cells by synthetic biology strategies[J]. Synthetic Biology Journal, 2022, 3(5): 1031-1059. | |
| 24 | 崔馨予, 吴冉冉, 王园明, 等. 酶促生物电催化系统的设计构建与强化[J]. 合成生物学, 2022, 3(5): 1006-1030. |
| CUI X Y, WU R R, WANG Y M, et al. Construction and enhancement of enzymatic bioelectrocatalytic systems[J]. Synthetic Biology Journal, 2022, 3(5): 1006-1030. | |
| 25 | 刘建明, 曾安平. 无细胞多酶分子机器赋能二氧化碳的高值利用及其挑战[J]. 合成生物学, 2022, 3(5): 825-832. |
| LIU J M, ZENG A P. Cell-free multi-enzyme machines for CO2 capture, utilization and its associated challenges[J]. Synthetic Biology Journal, 2022, 3(5): 825-832. |
| [1] | 叶精勤, 黄文华, 潘超, 朱力, 王恒樑. 合成生物学在多糖结合疫苗研发中的应用[J]. 合成生物学, 2024, 5(2): 338-352. |
| [2] | 马雪璟, 郭畅, 华兆琳, 侯百东. 合成生物技术助力纳米颗粒疫苗理性设计时代的到来[J]. 合成生物学, 2024, 5(2): 353-368. |
| [3] | 方超, 黄卫人. 合成生物学在肿瘤疫苗设计中的应用进展[J]. 合成生物学, 2024, 5(2): 239-253. |
| [4] | 刘泽众, 陆路, 姜世勃. 合成生物学驱动下的疫苗创制策略[J]. 合成生物学, 2024, 5(2): 217-220. |
| [5] | 江莎莎, 王晨, 路冉, 刘俸君, 李俊, 王斌. T细胞免疫反应载体疫苗在人类疾病预防和治疗中的应用[J]. 合成生物学, 2024, 5(2): 294-309. |
| [6] | 章金勇, 顾江, 关山, 李海波, 曾浩, 邹全明. 合成生物学助力细菌疫苗研发[J]. 合成生物学, 2024, 5(2): 321-337. |
| [7] | 袁为锋, 赵永亮, 吴芷萱, 徐可. 合成生物学在新冠病毒广谱疫苗研发中的应用[J]. 合成生物学, 2024, 5(2): 369-384. |
| [8] | 邵明威, 孙思勉, 杨时茂, 陈国强. 基于极端微生物的生物制造[J]. 合成生物学, 2024, (): 1-18. |
| [9] | 杨皓然, 叶发荣, 黄平, 王平. 糖蛋白合成的研究进展[J]. 合成生物学, 2024, (): 1-29. |
| [10] | 柴猛, 王风清, 魏东芝. 综合利用木质纤维素生物转化合成有机酸[J]. 合成生物学, 2024, (): 1-22. |
| [11] | 程晓雷, 刘天罡, 陶慧. 萜类化合物的非常规生物合成研究进展[J]. 合成生物学, 2024, (): 1-23. |
| [12] | 郑梦梦, 刘犇犇, 林芝, 瞿旭东. 重要甾体化合物的化学酶法合成研究进展[J]. 合成生物学, 2024, (): 1-19. |
| [13] | 郑皓天, 李朝风, 刘良叙, 王嘉伟, 李恒润, 倪俊. 负碳人工光合群落的设计、优化与应用[J]. 合成生物学, 2024, (): 1-22. |
| [14] | 陈雨, 张康, 邱以婧, 程彩云, 殷晶晶, 宋天顺, 谢婧婧. 微生物电合成转化二氧化碳研究进展[J]. 合成生物学, 2024, (): 1-24. |
| [15] | 蔡冰玉, 谭象天, 李伟. 合成生物学在干细胞工程化改造中的研究进展[J]. 合成生物学, 2024, (): 1-14. |
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