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期刊信息/Journal information
生物工程学报
生物工程学报

杨胜利

月刊

1000-3061

cjb@im.ac.cn

010-64807509

100101

北京朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所B401

生物工程学报/Journal Chinese Journal of BiotechnologyCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>《生物工程学报》是国内外公开发行的全国性学术期刊, 由中国科学院微生物研究所和中国微生物学会共同主办。主要报道生物工程研究的新发展、新成果、新技术。刊登的内容包括：基因工程、细胞工程、酶工程、生化工程、组织工程、生物信息、生物制药、生物芯片等。栏目设有：综述、研究报告、研究简报、技术与方法等。《生物工程学报》创刊于1985年。20多年来，本刊始终以推动生命技术发展和促进国家经济建设为宗旨，及时报道我国生物工程方面的重要研究成果, 有力地促进了国内在这一领域的学术交流，为科研教学和经济建设发挥了积极的作用。本刊已被美国<CA>,<BA>，<MEDLINE>,及<俄罗斯文摘>、中国生物学文摘、中国科学引文数据库、万方数据库、中国科技期刊光盘版等检索系统收录，是中国自然科学核心期刊。
正式出版
收录年代

    电-氢-糖循环的新能源体系研究进展

    宋云洪吴冉冉魏欣蕾石婷...
    4081-4100页
    查看更多>>摘要：发展绿色低碳的可再生能源体系已经成为重要的国际共识和方向,也是我国践行"双碳"目标、保障能源安全、走社会可持续发展的必要路径.本文聚焦电-氢-糖(electricity-hydrogen-carbohydrate,EHC)循环的新能源理论体系,重点综述了中国科学院天津工业生物技术研究所10余年来在基于体外多酶催化系统(in vitro synthetic enzymatic biosystem,ivSEB)的糖与水反应制氢、糖完全氧化产电,以及氢或电能固定CO2到糖的生物转化方面所做的工作,阐述体外多酶催化系统的设计原则、分子基础,并从电-氢-糖循环进一步延伸出以糖(淀粉)为核心的体外合成生物制造,结合最新相关研究进展,分析讨论体外多酶催化体系的特色和优缺点,并展望未来发展方向,促进经济和社会的绿色低碳可持续发展.

    电-氢-糖循环新能源体系体外多酶催化系统糖水制氢生物制氢糖产电酶燃料电池人工电子传递链CO2产淀粉

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    二氧化碳人工生物转化

    蔡韬刘玉万朱蕾蕾苏浩...
    4101-4114页
    查看更多>>摘要：二氧化碳(carbon dioxide,CO2)资源化利用是全球可持续发展面临的巨大挑战.自然界生物固碳绿色环保,但能效低、速度慢,难以满足工业生产需求;物理化学固碳效率高,但能耗高、产品单一,如何结合生物、物理与化学技术优势,以二氧化碳为原料进行生物转化利用是当前迫切需要解决的科技难题.本文结合中国科学院天津工业生物技术研究所建所10年来的发展,综述了人工固碳元件、途径与系统的设计与构建等前沿基础领域取得的重要进展,特别是首次实现二氧化碳人工合成淀粉,并对建立二氧化碳人工生物转化技术体系进行了展望.相关进展与展望为助力实现"碳达峰、碳中和"目标提供了新思路.

    二氧化碳资源化生物转化人工合成淀粉"双碳"目标

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    工业生物技术中DNA合成发展现状及展望

    冯淼王丽娜汪保卫田会娟...
    4115-4131页
    查看更多>>摘要：DNA合成是生命科学领域的共性支撑技术和合成生物学的关键使能技术.以合成生物学为基础的工业生物技术持续快速发展,迫切需要更加便捷、经济、安全的DNA来源以满足其日益增长的大规模DNA合成需求.工业化DNA合成在通量、成本、速度等方面的优势日益凸显,有力推动了工业生物技术研发效率的提升和研发成本的下降.但是现有技术在生产过程中还存在着使用大量有机试剂、资源浪费等问题.随着DNA合成规模的持续快速提升,有毒化学品危害、成本负担、环境负担等问题日益突出.本文结合我们的工作实践,对工业生物技术中DNA合成需求、合成策略以及可持续发展面临的问题和解决方案研究进展进行探讨.

    工业生物技术DNA合成基因合成可持续发展

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    基因组编辑技术在工业生物领域中的应用现状及展望

    杨超董兴啸张学礼毕昌昊...
    4132-4145页
    查看更多>>摘要：精准且高效的操纵基因表达或改写基因组序列是基因组编辑领域的研究热点,也是助力工业生物技术快速发展的核心使能技术.基因组编辑技术经历了从锌指核酸酶(zinc finger nucleases,ZFNs)、转录激活因子样效应物核酸酶(transcription activator-like effector nucleases,TALEN)和Cas核酸酶3个发展阶段,目前随着CRISPR/Cas这一基因组编辑工具的蓬勃发展,研究人员在工业生物中建立了一系列基于该技术的一代及二代Cas基因组编辑技术,助力大肠杆菌等原核及酿酒酵母等真核工业生物底盘细胞的建立及优化.本文对目前基于常用底盘细胞的工业生物技术进行介绍,并对技术的发展历程、应用效果等特点进行总结,最后展望工业生物技术的未来发展前景,以期为科研人员提供参考.

    基因组编辑CRISPR/Cas工业生物技术工业生物学

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    数字细胞模型的研究及应用

    袁倩倩毛志涛杨雪廖小平...
    4146-4161页
    查看更多>>摘要：组学分析技术的发展推动生物学逐渐成为一门以数据分析为中心的科学.依托生物数据在细胞整体系统水平建立数字细胞模型,对于理解细胞系统组织原理和生命产生进化规律,预测各种环境和基因扰动对细胞功能的影响并指导设计人工生命具有重要意义,因此数字细胞的构建模拟设计已成为合成生物学的核心研究内容与底层支撑技术.本文重点对天津工业生物技术研究所创立十年来在数字细胞研究方面的进展进行回顾介绍,重点包括基因组尺度代谢网络模型的构建、质控以及其在途径设计和指导菌种代谢工程改造方面的应用,进一步结合近年来细胞模型研究的前沿趋势,对整合多种约束的模型的构建和分析研究方面的最新成果进行了介绍,最后对数字细胞研究的未来发展方向进行展望.数字细胞技术将与基因组测序、合成和编辑等合成生物学前沿技术一起提升人们对生命进行读写改创的能力.

    数字细胞基因组尺度代谢网络途径设计多约束模型代谢工程

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    工程菌种自动化高通量编辑与筛选研究进展

    涂然毛雨丰刘叶程海娇...
    4162-4179页
    查看更多>>摘要：合成生物学(synthetic biology)与经典生物学研究的革命性区别之一是合成生物学能将生物实验的对象、方法、技术和流程高度标准化和模块化,创建出自动化与高通量的合成生物铸造模式.该模式通过复杂生物过程与自动化设施的结合,颠覆过往劳动密集型的研究范式,获得更高的技术迭代能力,极大促进了合成生物学的发展和产业化应用.值此天津工业生物技术研究所创立10周年之际,本文回顾了研究所在工业菌种自动化高通量编辑与筛选领域的系列重要工作进展,对基因克隆(gene cloning)、基因组编辑(genome editing)、编辑序列设计(editing sequence design)等生物技术的自动化实现,以及流式细胞、液滴微流控、全基因组规模扰动测序等高通量筛选技术进行了分析讨论,并展望了本领域未来的发展方向.望借此为创建具有自主知识产权的优秀菌种及其产业应用提供智能化、自动化和全链条覆盖的整体支撑能力.

    工程菌种自动化基因编辑高通量筛选技术生物铸造厂

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    人工智能时代发酵优化与放大技术的机遇与挑战

    夏建业刘晶庄英萍
    4180-4199页
    查看更多>>摘要：人工智能(artificial intelligence,AI)技术正引发一场新的产业革命,其成功应用正从信息产业迅速渗透到各行各业.传统的发酵工程技术受到巨大挑战的同时更多地迎来了发展变革的机遇.首先,合成生物技术飞速发展使高性能菌株的可获得性及获取效率显著提升,对传统低效的发酵优化放大技术提出很大挑战,亟需对发酵优化放大技术进行升级,以满足高通量菌种性能验证及工艺开发能力的需求;其次,发酵装备技术的持续发展为高效发酵优化技术的进步奠定了良好基础,加之人工智能技术特别是数字孪生与知识图谱等技术的应用,将为传统发酵技术的颠覆性发展带来巨大推动力.本文分别从合成生物时代对发酵优化技术的挑战、发酵优化与放大的核心技术、高通量发酵装备技术、数据可视化技术、数字孪生及知识图谱等智能技术在发酵优化放大中的应用等几个方面进行综述,并对未来工业发酵优化技术的场景以及未来发酵技术对人才培养等提出的新要求进行了展望.

    发酵工程合成生物学过程优化与放大数字孪生知识图谱

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    发酵工业菌种的迭代创制

    周文娟付刚齐显尼郑小梅...
    4200-4218页
    查看更多>>摘要：生物发酵是以微生物菌种为生物催化剂,以淀粉糖、生物质等可再生资源为原料发酵生产各种食品、化学品、燃料、材料等物质的生产过程,具有绿色、低碳和可持续等特征.我国拥有全球规模最大的生物发酵产业,尤其氨基酸、维生素等传统发酵产品占全球市场份额的60％-80％.发展生物发酵产业对于我国实现"碳中和、碳达峰"的战略目标和生物经济发展具有重要的意义.微生物工业菌种是生物发酵产业的核心,直接影响原料路线、产品种类和生产成本.创新发酵工业菌种,提升其原料转化利用效率,提高产物生产水平,拓展产品种类,是生物发酵产业高质量发展的关键.近年来,合成生物学、系统生物学等学科的发展,进一步加深了研究者对微生物底盘细胞生理代谢机制的理解,加速了基因编辑等菌种设计创制使能技术的发展,为发酵工业菌种改造提升提供了新动能.本文选取了具有代表性的大宗氨基酸、B族维生素、柠檬酸、燃料乙醇等发酵产业,从其工业微生物底盘的基础研究和技术开发角度,综述发酵工业菌种改造提升的最新进展,并展望人工智能、自动化与生命科学交叉融合将对工业菌种迭代产生的重要影响.

    氨基酸柠檬酸维生素燃料乙醇谷氨酸棒杆菌枯草芽孢杆菌黑曲霉酿酒酵母

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    工业酶与绿色生物工艺的核心技术进展

    郑宏臣徐健勇杨建花郑迎迎...
    4219-4239页
    查看更多>>摘要：绿色生物工艺是国家战略性新兴产业,具备高效、安全、节能、环保等特点,市场前景广阔.工业酶是绿色生物工艺的"芯片",新型高效工业酶的开发与应用相关技术是绿色生物工艺的核心.文章综述了工业酶制剂产业现状、以中国科学院天津工业生物技术研究所为代表的研发机构在工业酶及绿色生物工艺开发应用方面产生的一系列关键技术突破与研发进展,展示了通过酶与生物技术的进步提升传统加工产业发展的典型案例,随着这些核心技术的发展将推动越来越多的传统制造业走向绿色可持续发展路线.

    工业酶基因挖掘高通量筛选蛋白理性设计定向进化表达系统绿色生物加工

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    手性医药化学品的绿色生物合成

    陈曦吴凤礼樊飞宇吴洽庆...
    4240-4262页
    查看更多>>摘要：手性在自然界中普遍存在,与生命现象密切相关,也显著影响物质的性能.手性医药化学品的化学合成存在原子经济性、过程经济性差、环境污染和资源浪费严重等问题.生物合成技术具有过程绿色、选择性好等优势.近年来,生物合成技术在手性医药化学品合成关键酶的选择、催化机制解析、光学纯手性中间体合成途径构建、工艺开发及放大生产等方面均取得长足进步,有望解决手性中心构筑复杂、光学纯度低、污染大等手性化学品制造的瓶颈问题,推动我国医药行业的绿色可持续发展.本文主要总结了中国科学院天津工业生物技术研究所成立以来在手性医药化学品生物催化合成方面的一些研究进展.

    光学纯化合物医药化学品酶催化生物合成

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