編者按:
對(duì)于一個(gè)國家而言,科技是軟實(shí)力。國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室是一個(gè)行業(yè)科研水平最高標(biāo)準(zhǔn)的體現(xiàn),也是一個(gè)國家科研水平最高標(biāo)準(zhǔn)的體現(xiàn)。我國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室在科學(xué)前沿探索和解決國家重大需求方面發(fā)揮了非常重要的作用,我們會(huì)對(duì)部分重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行介紹,讓讀者走近科學(xué)大師,感觸科技前沿,提高科學(xué)文化素質(zhì)。
在生命科學(xué)的浩瀚宇宙中,微生物猶如一顆顆璀璨的星辰,散發(fā)著神秘而迷人的光芒。它們微小卻強(qiáng)大,簡單卻復(fù)雜,是地球上生物多樣性的重要組成部分。而其中,還有很多未知的奧秘等待人類去探索。
DNA是生命的物質(zhì)基礎(chǔ)。以往科學(xué)界普遍認(rèn)為,DNA是由碳、氫、氧、氮和磷構(gòu)成的。但是中國科學(xué)家鄧子新教授經(jīng)過20多年的研究,成功地在DNA骨架上發(fā)現(xiàn)了硫修飾,并系統(tǒng)地研究了DNA硫修飾發(fā)生的生物化學(xué)機(jī)理和生物學(xué)意義。這一發(fā)現(xiàn)在國際上開創(chuàng)了表觀遺傳學(xué)的一個(gè)新領(lǐng)域。鄧子新教授所在的微生物代謝國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(上海交通大學(xué))也引起國際上的高度重視。
2011年,獲科技部批準(zhǔn),微生物代謝國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(上海交通大學(xué))成立。2013年10月,微生物代謝國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(上海交通大學(xué))順利通過科技部建設(shè)驗(yàn)收,極大地推動(dòng)了我國微生物代謝研究的科學(xué)和技術(shù)體系的建立。
目前,微生物代謝國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(上海交通大學(xué))設(shè)有微生物合成代謝、分解代謝、代謝互作三大研究方向,著重探索微生物合成與分解代謝的機(jī)理,揭示微生物代謝活動(dòng)的生理功能、調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)和互作方式,力求科學(xué)探索微生物細(xì)胞工廠的內(nèi)在驅(qū)動(dòng)力,實(shí)現(xiàn)微生物代謝潛能的優(yōu)化釋放。比如,微生物如何合成有用的化合物,如何分解環(huán)境中的有害物質(zhì),以及它們之間如何相互作用。
在微生物表觀遺傳學(xué)、環(huán)境微生物學(xué)、微生態(tài)與健康、天然產(chǎn)物生物合成與合成生物學(xué)等眾多研究領(lǐng)域,微生物代謝國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(上海交通大學(xué))成績斐然。在眾多成果中,最引人注目的莫過于對(duì)腸道微生物與代謝性疾病關(guān)系的研究。因?yàn)槟c道中的微生物能夠影響人體的代謝過程,科研人員由此發(fā)現(xiàn)了天然藥物在微生物中的人工合成途徑,推動(dòng)了藥物合成生物學(xué)的發(fā)展,解析了腸道微生物與糖尿病、肥胖癥等病癥之間的機(jī)制,為糖尿病、肥胖等代謝性疾病的預(yù)防和治療提供了新的策略。
此外,微生物代謝國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(上海交通大學(xué))建立了具有國際影響力的天然產(chǎn)物基因資源庫和藥物及前體化合物庫,為新藥的開發(fā)和生物制造提供了寶貴的材料基礎(chǔ)。鄧子新教授帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)通過創(chuàng)新藥物研究,提高了很多重要微生物藥物的產(chǎn)率,獲得數(shù)十種新抗衍生物,申請(qǐng)了20余項(xiàng)發(fā)明專利。在重要環(huán)境污染物分解、生物合成與分解的調(diào)控機(jī)制等研究領(lǐng)域,鄧子新教授團(tuán)隊(duì)也破解了若干雜環(huán)污染物的分解機(jī)制,促進(jìn)了更多“變廢為寶”高值化合物的合成。
除了開展實(shí)驗(yàn)室研究之外,科研人員也走出實(shí)驗(yàn)室,去探索外面的世界。
2021年,肖湘教授帶領(lǐng)的“交大深海科考團(tuán)隊(duì)”搭乘“探索一號(hào)”科考船,開展在西太平洋海域的深淵科考任務(wù)。他們潛入世界最深的馬里亞納海溝,采集并處理了200多個(gè)位點(diǎn)珍貴的深淵樣本,包括水體、沉積物、巖石和宏生物。分析研究這些樣本,可以更好地回答生物多樣性、生命起源與邊界、氣候變化影響、污染物降解等重大科學(xué)問題。
如今,微生物代謝國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(上海交通大學(xué))已經(jīng)成為人才培養(yǎng)、科學(xué)研究和學(xué)術(shù)交流的高地,一批又一批科研人員肩負(fù)著解開微生物代謝秘密,推動(dòng)生物技術(shù)革新的重要使命。
隨著科研人員的努力和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,我們相信,未來微生物代謝國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(上海交通大學(xué))會(huì)有越來越多具有國際影響力的研究成果,期待他們的更多發(fā)現(xiàn)造福人類。