將一個微生物細胞改造為高效的“細胞工廠”，使其能“吃”進農業秸稈，“吐”出生物燃料與綠色肥料﹔讓P450酶經“定向進化”變身“超級酶”，一舉破解尼龍產業長達80年的高污染難題……在湖北大學工業生物技術湖北省重點實驗室科研人員的精准設計與改造下，微小的生命單元轉化為驅動產業綠色升級的強大引擎。

從省級重點實驗室到全鏈條平台

多年來，湖北大學工業生物技術湖北省重點實驗室持續深耕基因資源開發、酶與蛋白質工程、微生物與植物細胞代謝工程等前沿領域，致力於合成生物學的基礎研究與關鍵技術突破。

據實驗室教授李愛濤介紹，團隊的研究重心主要聚焦兩大方向：一是酶與細胞工廠的定向設計與構建，二是基因組編輯與合成生物學工具的自主研發。在此基礎上，面向酶制劑、生物基化學品、生物材料等重點產業需求，實驗室逐步構建起覆蓋基礎研究到產業轉化的生物制造全鏈條科研平台。

作為該平台的關鍵一環，實驗室牽頭建設的湖北省合成生物制造概念驗証中心，專注於破解科技成果轉化初期“概念驗証”的難題。中心融合大數據與人工智能分析、酶智能設計、基因合成編輯、底盤細胞構建、高通量篩選及集成優化六大功能，為實驗室早期成果的技術路線與可行性提供關鍵驗証與優化支持，有力推動了實驗室科研成果從原理向技術雛形的跨越。

在完成前期概念驗証的基礎上，實驗室進一步推動技術向產業端延伸。2025年12月18日，生物制造全鏈條科研平台迎來重大進展，其重要組成部分——湖北大學合成生物學智能生物制造中試平台入選首批國家級生物制造中試能力建設平台。該平台能夠模擬真實工業場景，對實驗室技術進行工藝優化、成本評估與穩定性測試，打通了研發與產業化的“最后一公裡”。

近五年來，實驗室科研碩果累累，開展了200多項研究，產出了一系列標志性成果：在《自然》《科學》《細胞》等國際頂級期刊發表論文200余篇，取得了15項國際發明專利和260余項國內專利，並獲得13項湖北省科技獎勵，成功構建了以自主知識產權為核心的技術護城河。

推動科研產出和成果轉化

生物制造全鏈條科研平台的價值，在於推動實驗室科研產出與成果轉化。

依托生物制造全鏈條科研平台，實驗室教授陳守文團隊研發出具有完全自主知識產權的細胞工廠技術。該技術通過創制新型基因編輯工具與系統優化代謝網絡，實現目標物質合成的“積木式”精准組裝與調控。

結合人工智能，研究人員可靈活控制發酵產物的產量，顯著提升生產效率與原料利用率。

目前，這項技術已應用於嘉必優生物技術（武漢）股份有限公司、湖北富邦科技股份有限公司等企業，近三年幫助合作企業新增銷售額30.16億元，推動相關產品產量增幅最高達1270%。

實驗室教授楊世輝團隊則著眼於生物制造的源頭可持續性問題，依托生物制造全鏈條科研平台，團隊開發出基於“運動發酵單胞菌”的非糧原料轉化技術。該技術能將秸稈、玉米芯等農業廢棄物高效轉化為生物乙醇、乳酸等，緊密契合國家糧食安全與碳達峰碳中和重大戰略需求，為生物燃料與化學品生產開拓了可持續的資源路徑。

目前，楊世輝團隊成立的武漢睿嘉康生物科技有限公司已完成農業廢棄物原料生產乙醇的萬噸級生產示范及百噸級乳酸產品中試，萬噸級乙醇生產線即將投產。

據統計，通過生物制造全鏈條科研平台的系統推動，實驗室系列科研成果已服務全國470余家生物制造及相關企業，在武漢光谷生物城孵化企業15家，助力30余家上市及后備上市企業發展，累計創造直接經濟效益超過百億元。

構建開放共享交叉創新生態

實驗室的高效運轉，離不開生物制造全鏈條科研平台構建的開放、共享、交叉的創新生態。

湖北大學相關負責人介紹，概念驗証中心、中試平台等實驗室的生物制造全鏈條科研平台均面向校內外科研團隊及企業開放，提供設備共享與技術服務。同時，生物制造全鏈條科研平台還定期舉辦國際國內學術研討會、產業技術論壇和公眾科普活動，促進知識傳播與資源共享。

在這裡，生命科學研究與化學工程、材料科學、計算機科學、人工智能、資源環境等學科深度碰撞融合。例如，酶的設計依賴生物信息學和AI預測模型，中試過程優化需要自動化控制與化學工程理論指導，產物應用拓展則涉及材料學和終端市場分析。

此外，實驗室還注重產教融合，圍繞企業實際需求和成果概念驗証，將教學科研體系與成果轉化有機融合，與企業雙向聯動，以“真問題”“真場景”開展研究生培養。“隻有深入生產一線，才能真正解決實際問題。”李愛濤說，學生的研究課題常常來源於概念驗証中心的企業需求或中試平台的工藝優化問題。在導師指導下，學生參與從基因編輯、菌株構建到工藝放大試驗的完整流程。這種培養模式使學生掌握前沿生物技術，並具有工程化實踐能力。

從基礎研究原始創新，到概念驗証初步淬煉，再到中試平台工程化放大，最終實現產業孵化與人才培養協同並進，湖北大學工業生物技術湖北省重點實驗室已系統構建起從基礎研究、概念驗証、中試放大到產業孵化的生物制造全鏈條科研平台。這些成功實踐不僅為高校科技成果轉化提供了可借鑒的樣本，更為我國生物制造產業自主創新與綠色發展注入源源不斷的核心動能。（記者 吳純新 通訊員 賈瑋楠）

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