人工合成降解酶保障粮食安全！深圳合成生物大设施有阶段性成果
“目前正在加速批量研发针对不同真菌毒素的人工降解酶。通过降解酶的高通量筛选与高通量检测方法的开发，对保障国家粮食安全和国民健康安全具有重要意义。”9月4日，中国科学院深圳先进技术研究院（以下简称“深圳先进院”）司同在南山区北科大厦举办的“创新知行荟”上透露，这是深圳先进院与中粮生物科技（北京）有限公司成立的“合成生物大设施产业应用联合实验室”的阶段性成果。
据了解，2019年3月，深圳先进院与中粮生物科技（北京）有限公司成立“合成生物大设施产业应用联合实验室”，利用先进生物技术和化工工程手段围绕粮油食品、生物能源、生物材料和营养健康等领域开展前沿技术研究、新产品开发，旨在提升粮油食品行业科技水平，落实国家区域协调发展战略。目前已开展合成生物大设施自动化关键技术开发及其产业应用探索，具体包括噬菌体在中粮产业中的应用、高通量化学检测方法的开发及应用、合成菌群研究等。
其中，真菌毒素是曲霉菌属、镰刀菌属、或青霉菌属等真菌在其生长代谢中产生的次级代谢物。由于其致癌性与强毒性，真菌毒素污染已成为我国食品安全和饲料安全的重要隐患。全球25%的食品原料受到真菌毒素的污染，我国每年真菌毒素污染造成的食品原料损失累计约3100万吨，超过陕西、甘肃、青海、宁夏、西藏5个西部省区全年粮食产量的总和，约占粮食产量的6.2%，直接经济损失超过680亿元。因此，降解真菌毒素成为农业、食品工业中的重要课题。目前，对玉米、大豆、小麦以及饲料污染最严重的毒素包括黄曲霉毒素、赭曲霉毒素、玉米赤霉烯酮、伏马毒素和呕吐毒素等。
司同介绍，生物脱毒是真菌毒素降解的主流方法，但是，由于大部分天然酶降解效率低、稳定性差，该方法仍处在实验室研究阶段。依托合成生物大设施，针对真菌毒素降解酶在应用场景中面临的真实挑战，应用自动化技术，用机器代替人力，从而大规模构建并快速筛选活性、稳定性均满足实际应用的人工降解酶。已实现自动化筛选技术的突破，单个样品的测试成本从200元降低到1元以下，实验速度提高了3倍以上；目前正在加速批量研发针对不同真菌毒素的人工降解酶。通过降解酶的高通量筛选与高通量检测方法的开发，为减少经济损失、保障国家粮食安全和国民健康安全具有重要意义。
司同博士在题为《自动化合成生物研究》报告中介绍，深圳合成生物研究重大科技基础设施是我国首个将软件控制、硬件设备和合成生物学应用进行整合的大型规模化合成生物制造系统，揭示人工生物系统的设计与合成原理，实现设计合成可预测的生命体，推动我国合成生物研究水平发展并达到国际领先水平，可服务于国内外研究者的多元化用户需求。
据介绍，“创新知行荟”是由南山区科协、中科创客学院、深圳市慈善会社会影响力公益基金主办，深圳市中科钜弘文化有限公司和深圳市创新企业社会责任促进中心承办，市科协、深圳先进院和建行深圳市分行支持的高端科普活动，主要是邀请国际科技前沿领域的专家学者围绕合成生物、脑科学、新材料新能源、人工智能、生物医药、机器人等战略新兴产业，做专题演讲、圆桌对话以及进行科技成果与产业界对接等。活动中，深圳中科康森瑞特科技发展有限公司展出了IVD体外诊断取样针等创新成果。
【记者】张秀娟
【作者】 张秀娟
【来源】 南方报业传媒集团南方+客户端
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津云新闻记者 赵颖妍
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