人工合成降解酶保障糧食安全！深圳合成生物大設施有階段性成果
2020-09-06 南方plus客戶端「目前正在加速批量研發針對不同真菌毒素的人工降解酶。通過降解酶的高通量篩選與高通量檢測方法的開發，對保障國家糧食安全和國民健康安全具有重要意義。」9月4日，中國科學院深圳先進技術研究院（以下簡稱「深圳先進院」）司同在南山區北科大廈舉辦的「創新知行薈」上透露，這是深圳先進院與中糧生物科技（北京）有限公司成立的「合成生物大設施產業應用聯合實驗室」的階段性成果。
據了解，2019年3月，深圳先進院與中糧生物科技（北京）有限公司成立「合成生物大設施產業應用聯合實驗室」，利用先進生物技術和化工工程手段圍繞糧油食品、生物能源、生物材料和營養健康等領域開展前沿技術研究、新產品開發，旨在提升糧油食品行業科技水平，落實國家區域協調發展戰略。目前已開展合成生物大設施自動化關鍵技術開發及其產業應用探索，具體包括噬菌體在中糧產業中的應用、高通量化學檢測方法的開發及應用、合成菌群研究等。
其中，真菌毒素是麴黴菌屬、鐮刀菌屬、或青黴菌屬等真菌在其生長代謝中產生的次級代謝物。由於其致癌性與強毒性，真菌毒素汙染已成為我國食品安全和飼料安全的重要隱患。全球25%的食品原料受到真菌毒素的汙染，我國每年真菌毒素汙染造成的食品原料損失累計約3100萬噸，超過陝西、甘肅、青海、寧夏、西藏5個西部省區全年糧食產量的總和，約佔糧食產量的6.2%，直接經濟損失超過680億元。因此，降解真菌毒素成為農業、食品工業中的重要課題。目前，對玉米、大豆、小麥以及飼料汙染最嚴重的毒素包括黃麴黴毒素、赭麴黴毒素、玉米赤黴烯酮、伏馬毒素和嘔吐毒素等。
司同介紹，生物脫毒是真菌毒素降解的主流方法，但是，由於大部分天然酶降解效率低、穩定性差，該方法仍處在實驗室研究階段。依託合成生物大設施，針對真菌毒素降解酶在應用場景中面臨的真實挑戰，應用自動化技術，用機器代替人力，從而大規模構建並快速篩選活性、穩定性均滿足實際應用的人工降解酶。已實現自動化篩選技術的突破，單個樣品的測試成本從200元降低到1元以下，實驗速度提高了3倍以上；目前正在加速批量研發針對不同真菌毒素的人工降解酶。通過降解酶的高通量篩選與高通量檢測方法的開發，為減少經濟損失、保障國家糧食安全和國民健康安全具有重要意義。
司同博士在題為《自動化合成生物研究》報告中介紹，深圳合成生物研究重大科技基礎設施是我國首個將軟體控制、硬體設備和合成生物學應用進行整合的大型規模化合成生物製造系統，揭示人工生物系統的設計與合成原理，實現設計合成可預測的生命體，推動我國合成生物研究水平發展並達到國際領先水平，可服務於國內外研究者的多元化用戶需求。
據介紹，「創新知行薈」是由南山區科協、中科創客學院、深圳市慈善會社會影響力公益基金主辦，深圳市中科鉅弘文化有限公司和深圳市創新企業社會責任促進中心承辦，市科協、深圳先進院和建行深圳市分行支持的高端科普活動，主要是邀請國際科技前沿領域的專家學者圍繞合成生物、腦科學、新材料新能源、人工智慧、生物醫藥、機器人等戰略新興產業，做專題演講、圓桌對話以及進行科技成果與產業界對接等。活動中，深圳中科康森瑞特科技發展有限公司展出了IVD體外診斷取樣針等創新成果。
【記者】張秀娟
【作者】 張秀娟
【來源】 南方報業傳媒集團南方+客戶端
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「目前正在加速批量研發針對不同真菌毒素的人工降解酶。降解酶的高通量篩選，對減少經濟損失、保障國家糧食安全和國民健康安全具有重要意義。」9月4日，深圳先進院司同博士在「創新知行薈」活動上透露。據了解，這是深圳先進院與中糧生物科技(北京)有限公司成立的「合成生物大設施產業應用聯合實驗室」的階段性成果。該實驗室就像一個「細胞工廠」，能設計合成可預測的生命體。目前，真菌毒素汙染已成為我國食品安全和飼料安全的重要隱患。它是一些真菌在其生長代謝中產生的次級代謝物，具有致癌性與強毒性。 -
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