合成生物进化研究中心围绕微生物进化以及与环境相互作用机理的关键科学问题,布局了理论基础和使能技术两大方面的研究方向,并在应用示范方面进行了一定的探索。中心团队充分发挥定量技术与合成生物学方法相结合的研究优势,包括了合成生物学、微生物学、物理学、生物信息学、微流体化学和蛋白质组学等诸多交叉互补的课题组,已经凝聚了来自海内外的十余名优秀青年PI,近200名科研工作者。
研究领域:主要从事合成生物学研究,聚焦合成生物系统的理性设计原理等重要科学问题开展工作。特别是探索单细胞生命从头合成的设计原理,以及实体瘤的合成细菌治疗。
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研究领域:合成生物学、定量生物学、统计物理
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研究领域:研究方向为肿瘤演化与计算生物学,主要运用基因组学、单细胞谱系追踪和数学建模等方法解码肿瘤演化和细胞命运决定的动态过程和机制。
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研究领域:合成生物学与单细胞生理、液滴微流控与蛋白质定向进化、单细胞微流控与抗生素耐药性、器官芯片与肠道菌群
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在过去十几年内,基因组学的发展让我们对各种生物的遗传物质有了更加深入和更全面的认识,为我们打开了一个珍贵的物种基因宝藏。合成基因组学在此基础上应运而生,旨在依据生物天然的基因组,通过设计、改造和从头合成的方法,系统解析整个基因组的生物学功能,并赋予其新的特性,从而更好地服务于科研及应用。中心的主要目标是通过对基因组的精确设计与准确合成,掌握生物系统的基本运作原理,揭示生命活动的本质,实现生命科学从定性到定量预测、精准化设计、标准化合成与精确调控的战略转变。
研究领域:主要从事通过合成生物学的手段,在植物底盘重塑次生代谢物合成通路,植物天然产物的合成以及调控机制。
Google Scholar:https://scholar.google.com/citations?user=lakABXauApsC&hl=en&oi=ao
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研究领域:表观基因组信息的遗传机制以及肿瘤发生和耐药性产生的表观遗传调控机制。
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微量营养代谢和疾病,青蒿素药物作用机制。
研究领域:基因组非编码区域以及非编码RNA在干细胞分化和疾病中的功能和机理,并通过基因组的设计构建解析非编码基因组功能。
Google Scholar:https://scholar.google.com/citations?user=DykQyyAAAAAJ&hl=en
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合成生物化学研究中心(CSB)汇集了微生物学、合成生物学、材料化学、代谢工程及分析化学等领域的诸多青年人才,组建了多个交叉的研究课题组。中心以合成生物学为基础,以市场需求和地区战略为导向,致力于开发新型的合成生物化学理论及方法,利用前沿的合成生物学技术改造自然界(植物,真菌,动物)业已存在的天然代谢途径,并引入工程微生物中,基于廉价原料制备有价值的天然或非天然产物。
研究领域:聚焦合成生物学领域中生命体内生物化学过程相关研究,包括酶的定向进化、蛋白质工程、高通量筛选以及天然及非天然化合物的生物全合成。
Google Scholar:https://scholar.google.com/citations?hl=en&user=dLVZofEAAAAJ&view_op=list_works&sortby=pubdate#
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研究领域:实验室主要研究方向是利用合成生物学方法解决可持续制造,绿色能源存储与粮食安全等全球性的问题与挑战。
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研究领域:开发和改进新型生物技术平台,工业微生物的代谢调控,生物过程的检测与控制,发酵过程的优化与放大等。
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研究领域:药用植物和人体微生物组天然产物的化学生物学研究。运用生物学和化学手段,解析与人类健康和疾病相关的天然产物的生物合成途径及其作用机制,并通过合成生物学方法调控代谢途径,为治疗相关疾病做出贡献。
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合成微生物组学将研究的对象由单一微生物扩展到多种不同微生物构成的复杂系统,利用合成生 物学的工具,构建具有可控功能和稳定性的微生物菌群,通过对微生物组的设计与精准调控来解决 人体健康、农业生产、环境保护等重要问题。合成微生物组学研究中心将形成完善的创新生态,引 领在合成生物学与微生物组学的交叉领域进行原创性研究,并且推动人工合成菌群在临床、工农业 生产等领域的应用。
微生物组群落结构与宿主代谢组学的关联分析,微生物宏基因组、菌种泛基因组。
研究领域:实验室利用合成生物学的工具,对微生物组的结构和功能进行理性设计和精准调控,致力于解决人体健康、农业生产等重大问题。
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研究领域:微生物组、噬菌体组、噬菌体合成生物学以及应用噬菌体防治耐药菌的应用研究。
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研究领域:利用系统生物学与合成生物学方法,研究病原真菌的耐药机制和致病机制,关注人体微生物群落中真菌与细菌的互作关系及其对疾病发生、进展产生的影响。
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合成免疫学是前沿免疫学理论与现代合成生物学技术高度融合交叉的新兴学科,极大推动了重大疾病的免疫治疗现代理论、技术途径和产品研发的飞速发展。合成免疫学研究中心拟汇聚国内外合成免疫学的开拓者和杰出青年人才。拟以肿瘤、自身免疫病、病毒性疾病、器官移植等为免疫治疗的疾病谱,采用新型合成免疫学理论和操控技术,通过重塑、纠偏、再造机体的免疫系统,实现重大疾病的免疫治疗和规模化产业化。中心团队目前正凝聚和引进包括免疫学、合成生物学、结构生物学、生命组学与生物信息学、生物大分子药学、细胞类药学和组织/器官工程学等诸多学科的研究课题组。
研究领域:1、NK细胞生物学;2、肝脏免疫学;3、天然免疫系统与重大疾病。
研究领域:利用计算生物学、分子细胞生物学、临床样本和动物模型,深入探究人体免疫细胞的发育分化与功能。
Google Scholar:https://scholar.google.com/citations?user=b6TUB28AAAAJ&hl=en
邮箱:hj.li@siat.ac.cn
研究领域:免疫细胞信号转导机制与新型合成免疫学疗法设计。
Google Scholar:https://scholar.google.cz/citations?user=LODFDKkAAAAJ&hl=zh-CN
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肿瘤免疫和免疫治疗/ 调节性B细胞在自身免疫性疾病和肿瘤中的作用及机制研究
过去20年,生物材料在分子、纳米层面的可控合成和前沿表征发展迅猛。而近年来,针对生物系统在基因、蛋白、代谢以及表观遗传等多层面信息的读写能力也变得日新月异。这些进展为传统意义上不同领域的科学家和工程师在同一个范畴进行合作交流提供了独特机遇。材料合成生物学正是在这样的背景下作为一门新兴交叉学科应运而生。一方面,它利用材料科学及其他工程领域中的工具和策略去发现、调控和发展生物系统新功能;另一方面它也借用工程生物学领域的概念,利用生物系统可持续发展的特点,发展能满足大众兴趣及社会利益的新型材料。依托于先进院合成所,材料合成生物学中心将致力打造一个结合生命、物质以及工程等多学科、集产学研于一体的一流科研中心,并将努力成为国际和国内该领域原创性思想、人才培养和科研成果的发源地。中心当前的重点研究领域包括(1)“活体”功能材料;(2)半导体合成生物学技术;(3)先进生物材料及其在生物医药、生物能源和生物电子领域的应用。
研究领域:新兴的材料合成生物学领域,研究方向是利用合成生物技术开发新材料,包括活体功能材料和蛋白生物材料。
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研究领域:微生物活体材料及合成群落
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研究领域:聚焦于新颖天然产物生物合成机制解析与高效生物制造,真菌生物材料的理论及应用研究。
Google Scholar:https://scholar.google.com/citations?user=UyFB5qoAAAAJ&hl=zh-CN&oi=ao
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生命系统为应对复杂的内外环境变化,需要接受并处理各种物理、化学和生物类输入信息,并对细胞适应性、稳态维持和命运分化发育等功能进行精准控制。如同电子信息系统,功能基因线路控制生命系统的信息接收、处理与传递的过程,由信号接受、信号转导、基因表达调控、代谢与能量调控,是人工生命系统的“中央处理器”。理解天然生命系统的基因及细胞线路的设计原理和调控机制,能够理性设计、从头构建人工线路,不仅能够从根本上揭示生命系统运行的规律,同时将为智能生物制造、细胞治疗等未来工程生物学方向,实现智能化、自动化提供关键理论与技术基础。本中心围绕重大人工生命设计问题与国家科技发展需求为核心,聚焦人工生命系统设计过程中的“软件”问题,推动以多学科交叉的人才培养、学科发展、以及科研团队建设,发展具有前瞻性、原创性的学术思想和研究成果。未来5年内,本中心将围绕以下重点研究领域:1)基础生物元器件模块化设计;2)细胞基因线路的设计理论与软件开发;3)基于线路的智能细胞药与基因药开发。
研究领域:复杂细胞信号的定量与合成生物学研究,基于合成生物学技术的基因与细胞治疗。
Google Scholar:https://scholar.google.com/citations?user=4DUz0k0AAAAJ&hl=zh-CN
邮箱:ping.wei@siat.ac.cn
研究领域:原核生物和真核生物基因表达调控的定量化、模块化设计,计算机辅助设计基因线路及应用,合成微生物群落。
Google Scholar:https://scholar.google.com/citations?user=1ieu4lQAAAAJ&hl=en
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研究领域:哺乳细胞基因线路设计与应用
Google Scholar:https://scholar.google.com/citations?user=Ts-gcWIAAAAJ&hl=zh-CN&oi=ao
邮箱:cb.lou@siat.ac.cn
医学中心围绕重大疾病发生发展机制及转化应用为关键科学问题,利用合成生物学手段开发创新性诊疗方法及个体化治疗应用,布局了基础医学研究、使能技术开发、转化医学三大研究方向,并在临床应用示范方面进行了一定的探索。中心团队充分发挥医学研究与合成生物学方法相结合的研究优势,包括了合成生物学、疾病基因组学、肿瘤生物学、生物信息学、蛋白质组学、代谢组学等多学科交叉融合的课题组,已经凝聚了来自海内外的二十余名优秀PI,二百余名科研工作者。
合成生物关键设备研发中心致力于解决合成生物学关键共性技术与工具的“卡脖子”问题,开展DNA从头合成关键技术研发和自主知识产权高性能DNA合成仪研制,推动合成生物学科研与产业的快速发展。中心团队充分发挥生物技术,信息技术与工程化相融合的研发优势,凝聚了包括具有海外背景的合成生物学、化学、分子生物学、机械工程、计算机等25位多学科人才,具备丰富的技术研发经验。
农业和植物合成生物学研究中心旨在汇聚和培养世界一流合成生物学者和工程技术人员,聚焦重要农作物、经济植物与藻类、农业微生物及潜在农业绿色生物制造领域,运用合成生物学原理与技术,创造颠覆性农业合成生物技术和产品, 打造适应遗传改良品种的下一代自动化和智能化植物和藻类工厂,构建从基础研究到应用研究再到成果转化的全过程创新生态体系,推进创新高产、低耗、高品质和高附加值的作物与藻类品系研发,服务国家粮食安全和绿色农业可持续发展。
合成生物学在农业生产方面的应用。研究兴趣包括:1)植物生长素信号转递理论与应用研究;2)基于蛋白活性调控的合成生物学工具;3)高等植物干细胞及相关组织器官进化的重塑;4)植物底盘细胞在高效生产药物蛋白和小分子植物源药物的应用;5)垂直农业(室内多层工厂化植物种植)。
藻类生物学与微藻生物技术,特别是脂质和类胡萝卜素生物合成的分子和细胞机制,以及应用于食品、饲料和生物制品以及废水生物修复和资源回收的微藻生物技术。
草莓果实发育和无性繁殖的分子机制;合成生物学对草莓植株,开花,果实性状改造和在垂直农业的应用;植物底盘细胞应用于高效蛋白和小分子的生产。
Google Scholar:https://scholar.google.com/citations?hl=zh-CN&user=p3cwqsYAAAAJ
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生长素调控植物适应性生长和可塑性发育的分子机理、植物环状核苷一磷酸cNMP的功能解析、植物合成生物学。