“效率提高了近百倍”，過去人工耗時數(shù)周甚至數(shù)月的實驗工作量，在山東大學(xué)微生物改造技術(shù)全國重點實驗室崔球教授團隊開發(fā)的“天璣—自動化實驗平臺”僅需幾天就能完成。
“平臺突破了當(dāng)前合成生物學(xué)自動化實驗室核心裝備受制于人、運維成本高、實驗效率低等一系列裝備及技術(shù)瓶頸。我們已經(jīng)與浙江、湖南等多地企業(yè)合作，已與杭州合碳創(chuàng)物公司簽訂5000萬元合作協(xié)議，并在200噸級發(fā)酵罐上實現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)?！贝耷蚪榻B。
微生物和微生物改造技術(shù)是生物技術(shù)創(chuàng)新的源泉。山大微生物學(xué)科自1950年創(chuàng)建以來，搶占生物科技前沿，將微生物這個“看不見的生命”，鍛造成驅(qū)動產(chǎn)業(yè)升級的“超級引擎”，轉(zhuǎn)化為推動國家科技進步的強大動能。
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微觀世界的探索者
從科研堡壘到國際前沿
“上世紀(jì)90年代，為了深入研究基因與腫瘤之間的關(guān)系，我設(shè)想能不能把某個基因敲除，看它是否對這個腫瘤產(chǎn)生影響?！钡聡こ淘涸菏?、歐洲科學(xué)院院士、實驗室主任張友明教授說。
以此為契機，張友明發(fā)明了被譽為“基因膠水”的Red/ET重組技術(shù)，實現(xiàn)基因組的靈活改造，能夠讓多種細(xì)菌、真菌和哺乳動物細(xì)胞基因組實現(xiàn)高精準(zhǔn)、多靶點、大片段編輯。目前，相關(guān)技術(shù)已被包括全球前十藥企在內(nèi)的1000余家單位廣泛使用，有效防范基因編輯底層技術(shù)“卡脖子”風(fēng)險。
在山東東營，實驗室團隊利用Red/ET重組技術(shù)，研發(fā)出廣譜性生物固氮菌劑，成功改良土壤，使原本在鹽堿地中長勢稀松的作物茂盛起來，棉花增產(chǎn)近20%，為鹽堿地開發(fā)利用提供了新方案。
面對我國海洋強國建設(shè)重大戰(zhàn)略任務(wù)，實驗室常務(wù)副主任李盛英教授團隊與國內(nèi)外科學(xué)家合作，成功構(gòu)建了全球最大、最完整的海洋微生物組數(shù)據(jù)庫，并完成了卓有成效的基因資源勘探，發(fā)現(xiàn)多種全新塑料降解酶、抗菌肽和基因編輯工具，相關(guān)成果在國際頂尖期刊《自然》上發(fā)表?！拔覀兿Ｍ诤Ｑ笪⑸镱I(lǐng)域引領(lǐng)一個新賽道，在深海微生物基因礦場插上第一面旗幟?！崩钍⒂⒄f。
多年來，實驗室充分發(fā)揮教育對科技和人才的支撐作用，從這里走出去的科技人員超過5000人，遍布全國各地。
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科技報國的踐行者
從瓶瓶罐罐到產(chǎn)業(yè)一線
目前，我國每年可收集利用的農(nóng)業(yè)秸稈超7億噸，過去秸稈處理多是采用焚燒的辦法，浪費資源且污染空氣。如何利用微生物將其變廢為寶？實驗室在這一領(lǐng)域已研究70多年。
早在上世紀(jì)50年代，山大微生物學(xué)科創(chuàng)始人王祖農(nóng)先生就開啟了纖維素降解細(xì)菌研究；上世紀(jì)70年代末，曲音波教授篩選出我國首株具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的纖維素酶高產(chǎn)菌株。經(jīng)過幾十年技術(shù)迭代，團隊開發(fā)出以玉米芯為原料聯(lián)產(chǎn)高值化學(xué)品和液體燃料的生物煉制技術(shù)，并將木質(zhì)纖維素降解酶的應(yīng)用拓展到制漿造紙、淀粉加工等領(lǐng)域，打破國外技術(shù)壟斷，先后獲得3項國家科技獎。
近年來，實驗室又開發(fā)了秸稈糖制備及發(fā)酵成套技術(shù)，為建立“不與人爭糧”的先進生物制造體系提供關(guān)鍵技術(shù)基礎(chǔ)。
實驗室還積極推動生物可降解塑料的低碳合成。丁二酸是可降解塑料的重要原料，此前因生物合成成本高，主要從石油中制備。祁慶生教授開發(fā)了利用生物質(zhì)高效合成丁二酸的微生物工業(yè)菌種和全套生產(chǎn)技術(shù)，打破石油原料依賴。
近年來，實驗室多項成果實現(xiàn)超千萬元轉(zhuǎn)化價值，相關(guān)技術(shù)支撐建成國際最先投產(chǎn)、國內(nèi)首條萬噸級的纖維素乙醇生產(chǎn)線，建立了全球最大的海洋源塑料降解酶庫，為我國生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展注入強大動力。
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科學(xué)夢想的點燃者
從科技高地到公眾科普
在實驗室第六屆“啟夢微來”公眾開放活動中，博士研究生韓麗媛演示“細(xì)菌作畫”：用含有熒光基因的菌種在瓊脂培養(yǎng)基上“繪制”星空，引得中小學(xué)生連連驚嘆。
實驗室致力于科普工作，為公眾揭開微生物高科技的神秘面紗?！拔覀兘M建了一支32人科普宣講團隊，打造‘啟夢微來’活動品牌，已舉辦公眾開放、科學(xué)日、科普大篷車等活動百余場，吸引了數(shù)萬人參與?！睂嶒炇腋敝魅?、科普工作負(fù)責(zé)人張伶俐介紹。2022年，實驗室獲批首批全國科學(xué)家精神教育基地。
除了打開大門邀請公眾親手操作實驗設(shè)備，實驗室還致力于科普資源的創(chuàng)作，用短視頻、互動游戲等鮮活形式傳播科學(xué)知識。實驗室推出的“微科普”系列科普文章、“微光科普小課堂”系列短視頻等，深入淺出地講解微生物在日常生活中的應(yīng)用。
將科學(xué)家精神教育與科學(xué)知識、科研方法傳播有機結(jié)合，是實驗室的探索方向。“我們不僅要培養(yǎng)微生物領(lǐng)域科技工作者，更要堅持立德樹人根本任務(wù)，為科技強國培養(yǎng)更多德才兼?zhèn)涞慕影嗳??！睂嶒炇尹h委書記林建群教授說。（本報記者 魏海政 通訊員 王一晗 侯煜）
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