生命学院钟建江团队获2014年度教育部自然科学一等奖

近日,教育部颁布了2014年度高等学校科学研究优秀成果奖的奖励证书,上海交通大学生命科学技术学院、微生物代谢国家重点实验室钟建江教授团队领衔完成的研究成果“高等真菌和植物的次级代谢物发酵过程调控”获得教育部自然科学一等奖。该成果与华东理工大学合作完成,项目主要完成人是钟建江、汤亚杰、钱志刚、刘建文、唐文和肖建辉。

次级代谢产物是高等真菌和植物产生的与自身生长和发育等基本生命过程没有直接关系的一类化合物,因其结构独特活性显著,大部分被用于抗癌和抗感染药物,对人类医疗和保健意义重大。由于高等真菌的人工栽培受到气候地域等影响,收获周期长、品质不稳定,并且会影响到自然生态平衡,为了进一步满足对活性次级代谢物质持续增长的需求,采用细胞液体培养的方法被认为是环境友好的可持续生产途径,可以高效稳定的提供高附加值的次级代谢产物。

自2001年开始,钟建江教授与其研究生及合作者一道,针对高等真菌和植物细胞培养的关键科学问题,开展了持续创新研究,揭示了协调细胞初级代谢与次级代谢的动态切换规律;突破传统的全程搅拌反应模式,提出了先动态培养再转至静置液体培养这一动静耦合发酵的新概念,阐明了其上调灵芝酸生物合成的机理。就反应器培养中存在的剪切、混合及供养间的矛盾,项目组探明了反应器中流体分布和气泡停留时间对混合和氧传递影响的规律,提出了剪切力低且混合和供氧能力好的反应器设计新思想,创制了离心式搅拌桨反应器,拓展了传统生物反应器的设计思路,并研发了反应器放大与过程强化新方法,实现了新颖反应器在高等真菌和植物细胞培养的成功放大。这一系列重要发现不仅揭示了高等真菌和植物次级代谢调控的规律,而且为利用生物反应器高效制造目标次级代谢产物提供了新方法新思路,促进了生物化工和发酵工程学科的发展。

本项目发表SCI论文133篇,其中90篇发表在Biotech Adv, Biotech Bioeng, Appl Environ Microbiol等影响因子大于2.5的领域内高质量期刊,被Nat Chem Biol, Nat Rev Microbiol等SCI他引1926次,10篇代表性论文被SCI他引434次,出版国际编著3本、国际专著章节5个,获国家发明专利授权6项。成果报道的方法和技术被境内外20多个单位采用,产生了良好经济社会效益。项目负责人钟建江应邀出任4本SCI期刊的主编/副主编,8个国际会议的(共同)主席;在境外重要国际会议上做大会报告和邀请报告50次。前期相关工作曾获2002年日本生物工学会颁发的“亚洲年轻生物技术学家奖” (每年一名),2004年教育部自然科学一等奖,2009年韩国生物技术与生物工程学会授予的“研究交流奖”(每年一名),以及2010年上海市自然科学二等奖。

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