提起PHA，你或許會覺得陌生。
但假如通知你，PHA已經開始在餐具、食物包裝、3D打印、紡織纖維、醫療器械等諸多領域應用，你就會覺得它離我們的生活并不迢遙。
PHA即聚羥基脂肪酸酯材料家屬，是從細胞里長出的新材料。它在天然界可完全降解，無毒無害。日前接納科技日報記者采訪時，清華大學生命科學學院教授、合成與系統生物學中央主任陳國強這樣介紹。
早在30年前，陳國強就認定PHA是未來綠色材料的方位，并義無反顧地走上生物制造PHA的研發之路。這是一個連續不斷試錯的過程，我們一次又一次受阻，再一次次闖過去。他說。
辦理染菌之痛
為了減少石油基塑料採用，避免造成更多的黑色污染，科研人員一直在尋找可降解的替代材料。生物制造，便是公認的替代材料生產路徑之一。
生物制造，顧名思義，是通過對生物體進行重新設計和改建，獲得功能良好的底盤細胞，再以這些細胞為工廠，制造出人類需要的各類材料。陳國強通知記者。
在諸多的生物材料中，PHA具有生物相容性、熱塑性、可降解等優勢。基于此前數年的試探與實踐，1994年，在國外做完博士后研究的陳國強來到清華大學，組建團隊，潛心研究如何實現PHA量產。
在實驗室，許多疑問不容易曝光。而在工廠，規模一放大，疑問就都來了。陳國強發明，首當其沖的困難是染菌在教養微生物細胞過程中，其他菌類微生物會陪伴其一起生長。
一旦微生物細胞染菌，整個發酵過程就得從頭再來，損失巨大。而要想防範細胞被感染，就必要進行嚴格的無菌操縱，對設施、人員要求苛刻，能耗也高。
我們嘗試了許多種微生物，都無法辦理這個疑問。陳國強回憶說，直到一次偶爾的時機，他想到了極端微生物。
極端微生物一般生長在平凡微生物很難存活的極端環境中，不會輕易被其他微生物感染。有了它，PHA生產過程可以相對開放，無需采取復雜繁瑣的滅菌操縱。
于是，陳國強將目光投向了難以染菌的嗜鹽微生物。
很失望，團隊成員跑遍多地尋找，均無功而返。直到2024年，在一個緯度低、日夜溫差大、鹽度比海水還高的鹽湖中取回的土樣中，他們終于分解出了兼具耐鹽和快速生長特性的菌株，這就是嗜鹽菌。
構造底盤之基
適合的菌株有了，構造出底盤細胞成為實現生物制造的關鍵。
底盤細胞在發酵過程中，能夠將葡萄糖、淀粉、植物油等可再生生物質，轉化為PHA。陳國強打比喻說，它們譬如工廠里的機械，運彩 線上買可以源源連續不斷地生產出我們需要的高分子材料。
要想獲得底盤細胞，就必要對嗜鹽菌基因進行拆卸、組裝。新的疑問隨之而來嗜鹽菌太特殊了，缺乏現成的分子操縱工具。
分子手術刀分子縫合針分子即時比分app運輸車都是必備工具。陳國強辯白道，它們差別擔當對微生物基因實施切割、重組、運輸。
沒有工具，嗜鹽菌猶如一個黑匣子，能看，不能用。
質粒載體是常用的分子運輸車，擔當將重組后的基因導入受體細胞。僅這一種工具，就用盡了我們大批精力。陳國強通知記者，團隊先后嘗試了數百種現有的質粒，都不勝利。
怎麼辦？只有擴大范圍，尋找新的質粒。途經不懈努力，大家又篩選出具有潛力的兩百多個質粒，一一試驗，終于迎來轉折有3個能用！
質粒有了，微生物基因改建的黑匣子打開了。
在此根基上，團隊又開闢出一系列基因編制、代謝調控、網絡優化的工具，可以從差異層面來修飾、調控底盤細胞的功能。
開闢分子操縱工具，研發團隊用了整整十年。這個過程很苦惱。陳國強坦言，勝利的要訣是信念與堅定。
終于，底盤細胞被團隊構造了出來。
接下來是生產驗證，我們又用了七八年時間，先后闖過了發酵工藝提拔、細菌形態改建、材料分解提取等難關，跨越了工業放大逝去谷。團隊成員、清華大學生命科學學院副研究員吳赴清介紹。玩運彩 討論區
踩實轉化之路
工業放大攻堅時期，2024年，陳國強在國際上首次提出下一代工業生物專業，并在小試中試與規模化生產中得到驗證。
但這并不典型此項專業就能獲得企業的認可。團隊面對著新的關卡成績轉化。
下一代工業生物專業利用無需滅菌的持續發酵體系進行生產，具有開放式、高效率、低能耗和節約水資本等優點，是傳統生物制造專業的20升級版本。吳赴清說，這些推翻性特點，反而讓傳統發酵企業顧慮重重。
一直以來，都要嚴格密封、高溫滅菌，你說不用就不用了？有的企業甚至覺得研發團隊是在忽悠。
幾經輾轉，團隊終于找到一家愿意嘗試的大型發酵企業。為了消除對方顧慮，發酵測試就在企業現場進行。
200立方發酵罐，第一次測試，勝利！
對方工程師懷疑：是不是有命運因素？那就再來一次，還是勝利！合作隨之順利達成。
2024年，成績轉化企業北京微構工場生物專業有限公司（以下簡稱微構工場）成立，產業化步入快車道。
公司成立后，在市場的牽引下，實驗室科研進展全面提速。微構工場副總裁歐陽鵬飛說，以前，菌種9年迭代3代；最近幾年，1年就迭代3代；本年，有望迭代4到5代。
迭代讓菌株有了更好功能，讓產業化落地有了更堅實的根基。
年產千噸的智能生產示范線在北京順義建成，年產3萬噸的生產基地在湖北宜昌設立我們還聯盟川寧生物推進醫療級PHA產業應用，在安徽合肥建設燈塔工廠試探各類應用場景。歐陽鵬飛介紹。
2024年，基于嗜鹽菌的開闢利用和下一代工業生物專業對業界的功勞，國際代謝工程學會授予陳國強國際代謝工程獎。如今，相關專業已被廣泛應用于生物制造的開放式生產中。
在最近召開的全國科技大會、國家科學專業獎勵大會、兩院院士大會上，習近平總書記強調，要對準未來科技和產業發展制高點，加速新一代信息專業、人工智能、量子科技、生物科技、新能源、新材料等領域科技創造，培育發展新興產業和未來產業。
面向未來，陳國強信心滿懷：我們將扎實推進科技創造和產業創造深度混合，連續提高PHA產業化程度，為我國實現雙碳目標和綠色發展功勞氣力！
提起PHA，你或許會覺得陌生。
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PHA即聚羥基脂肪酸酯材料家屬，是從細胞里長出的新材料。它在天然界可完全降解，無毒無害。日前接納科技日報記者采訪時，清華大學生命科學學院教授、合成與系統生物學中央主任陳國強這樣介紹。
早在30年前，陳國強就認定PHA是未來綠色材料的方位，并義無反顧地走上生物制造PHA的研發之路。這是一個連續不斷試錯的過程，我們一次又一次受阻，再一次次闖過去。他說。
辦理染菌之痛
為了減少石油基塑料採用，避免造成更多的黑色污染，科研人員一直在尋找可降解的替代材料。生物制造，便是公認的替代材料生產路徑之一。
生物制造，顧名思義，是通過對生物體進行重新設計和改建，獲得功能良好的底盤細胞，再以這些細胞為工廠，制造出人類需要的各類材料。陳國強通知記者。
在諸多的生物材料中，PHA具有生物相容性、熱塑性、可降解等優勢。基于此前數年的試探與實踐，1994年，在國外做完博士后研究的陳國強來到清華大學，組建團隊，潛心研究運彩 線上投注如何實現PHA量產。
在實驗室，許多疑問不容易曝光。而在工廠，規模一放大，疑問就都來了。陳國強發明，首當其沖的困難是染菌在教養微生物細胞過程中，其他菌類微生物會陪伴其一起生長。
一旦微生物細胞染菌，整個發酵過程就得從頭再來，損失巨大。而要想防範細胞被感染，就必要進行嚴格的無菌操縱，對設施、人員要求苛刻，能耗也高。
我們嘗試了許多種微生物，都無法辦理這個疑問。陳國強回憶說，直到一次偶爾的時機，他想到了極端微生物。
極端微生物一般生長在平凡微生物很難存活的極端環境中，不會輕易被其他微生物感染。有了它，PHA生產過程可以相對開放，無需采取復雜繁瑣的滅菌操縱。
于是，陳國強將目光投向了難以染菌的嗜鹽微生物。
很失望，團隊成員跑遍多地尋找，均無功而返。直到2024年，在一個緯度低、日夜溫差大、鹽度比海水還高的鹽湖中取回的土樣中，他們終于分解出了兼具耐鹽和快速生長特性的菌株，這就是嗜鹽菌。
構造底盤之基
適合的菌株有了，構造出底盤細胞成為實現生物制造的關鍵。
底盤細胞在發酵過程中，能夠將葡萄糖、淀粉、植物油等可再生生物質，轉化為PHA。陳國強打比喻說，它們譬如工廠里的機械，可以源源連續不斷地生產出我們需要的高分子材料。
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年產千噸的智能生產示范線在北京順義建成，年產3萬噸的生產基地在湖北宜昌設立我們還聯盟川寧生物推進醫療級PHA產業應用，在安徽合肥建設燈塔工廠試探各類應用場景。歐陽鵬飛介紹。
2024年，基于嗜鹽菌的開闢利用和下一代工業生物專業對業界的功勞，國際代謝工程學會授予陳國強國際代謝工程獎。如今，相關專業已被廣泛應用于生物制造的開放式生產中。
在最近召開的全國科技大會、國家科學專業獎勵大會、兩院院士大會上，習近平總書記強調，要對準未來科技和產業發展制高點，加速新一代信息專業、人工智能、量子科技、生物科技、新能源、新材料等領域科技創造，培育發展新興產業和未來產業。
面向未來，陳國強信心滿懷：我們將扎實推進科技創造和產業創造深度混合，連續提高PHA產業化程度，為我國實現雙碳目標和綠色發展功勞氣力！
