主讲人简介：

张雷，天津大学化工学院生物化工系教授，系主任。主要研究方向包括生物化工与合成生物学、细胞/器官冷冻保存、防冰涂料、功能材料等。主持国家自然科学基金优青、国际合作、面上等项目。获侯德榜化工科学技术奖“青年奖”，首届“天津青年创新能手”等奖励。担任《中国化工学报（英文版）》等期刊编委。在Nature Biotechnology, Nature Communications, JACS, AIChE Journal, CES, Engineering, Research等期刊发表论文100多篇，授权专利20多项。

报告摘要：

低温环境会使水结冰，从而导致细胞、器官冷冻保存过程中出现低温损伤，也会导致风力发电机叶片、飞机机翼等覆冰，是细胞治疗、器官移植、发电供电、交通运输等诸多领域面临的共性难题。自然界存在着许多能够耐受严寒的生物，因为它们含有能降低冰点、抑制冰晶生长等特点的抗冻生物分子，尤其是天然抗冻蛋白。因此，我们研究了大量天然抗冻蛋白的分子结构和功能，从头设计了关键抗冻多肽模块，获得了一系列高效抗冻蛋白，并深入研究了其对水结冰及低温损伤的影响。利用具有降低冰点的天然渗透压调节分子与抗冻蛋白协同，可有效保护细胞在超低温冻存环境下免受冰晶损伤和渗透压损伤，实现多种治疗性细胞（包括干细胞、免疫T细胞、软骨细胞、红细胞等），以及组织、器官的长期高效保存。新型冻存保护剂生物相容性和冻存保护效果突出，有望替代当前使用的具有毒副作用的二甲基亚砜、甘油的“金标准”保护液。另外，利用人工设计新型的抗冻蛋白，我们还设计开发了可在极端低温条件下自主愈合的抗冰涂料，部分成果已转化，应用在风力发电机、制冷设备等领域的结冰防护。