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一种基因工程红球菌及其构建方法与应用
1. 痛点问题
红球菌是具有高抗逆性（耐有机溶剂、耐高温、耐酸碱）的特殊放线菌，日本30年前首先使用红球菌高效催化丙烯腈水合生产丙烯酰胺——其聚合产物广泛用于石油开采、水处理、土壤改良剂等领域——迄今为止仍是工业生物技术领域最成功的案例之一。开发红球菌基因编辑方法，一方面可以实现红球菌细胞自身性能的按需调控（如敲除副产物基因），解决丙烯酰胺、丙烯酸铵等酰胺、羧酸类大宗/精细化学品生产中的高成本和高排放问题，另一方面有望以红球菌细胞为普适性宿主，高表达各种外源功能酶，从而实现重组红球菌全细胞催化技术的普遍应用，尤其是解决手性医药中间体现有制备工艺中路线长、工艺复杂、原子经济性差、环境污染严重等各种主要问题。但是，作为一种革兰氏阳性放线菌，红色红球菌存在基因组中GC含量高、基因转化率低、非法重组严重等问题，基因组改造困难。目前红色红球菌基因组改造主要依赖于自杀质粒介导的同源重组，但自杀质粒转化效率和单交换成功率很低，正确编辑率更低。因此，迫切需要开发高效的红球菌基因组编辑工具。
2. 解决方案
本技术核心成果是一种基于CRISPR（成簇规律间隔短回文序列）-Cas9（DNA剪切蛋白）技术的红色红球菌基因组高效编辑方法。该技术通过红色红球菌特有启动子及质粒元件，首先实现了Cas9蛋白在红色红球菌中的表达及切割功能；其次成功规避了红球菌的限制修饰系统，将红色红球菌基因转化效率提高了80多倍；接下来，又通过红球菌重组酶的引入，显著提高了外源基因在红色红球菌中的同源重组效率，最终率先成功建立红色红球菌的CRISPR/Cas9基因编辑系统，不仅可以实现基因组上目标基因的敲除、替换和改造，也可实现多个基因的同时敲除以及无痕叠加敲除，为红球菌全细胞催化平台技术开发及其在化学品绿色先进制造中的应用奠定了坚实基础。
合作需求
开展合作开发、技术许可等，寻求有志于生物制药、生物合成、石油开采、日化洗涤等不同应用领域进行红球菌全细胞催化法生产目标产品的企业合作，尤其是在上述不同领域具有生产和销售优势或经验的企业。
清华大学
2021-12-16
耐高温腈基聚合物的分子构建与先进功能材料
该成果通过分子设计构建了一系列芳腈基聚合物，发明了荧光性、磁性、导电/介电性的芳腈基聚合物与先进功能材料，获得了中国发明专利25项。突破了合成控制、产品纯化、环保处理与规模装备等关键技术，形成了1000吨级聚芳醚腈产业化合成成果及其系列先进复合材料、薄膜、纤维应用技术；获得了500吨级的邻苯二甲腈树脂合成装备及耐高温先进复合材料应用技术。取得的大部分发明成果近三年共产生经济效益超过10亿元，取代了部分相关产品的进口。 左图：芳腈基聚合物，复合材料及加工型材的实物照片 右图：芳腈基聚合物材料的工业化生产装置图
电子科技大学
2021-04-10
一种生物相容的人工耳及其体外快速构建方法
本发明可用于外科整形手术替换病人的畸形外耳；复合人工耳蜗组件后，该人工耳可用于听力缺陷的治疗和恢复。
清华大学
2021-04-10
流域水环境综合治理及水生生境构建成套技术
主要包括高效污水处理厂成套技术、 流域面源污染生物拦截系统、河道淤泥修复及稳定化药剂、延时曝气装置、 人工水草、人工鱼礁等核心产品或技术，“环境修复技术研究中心”团队项目 首批入驻重庆大学产业技术研究院项目。技术团队围绕黑臭水体治理、流域 环境与水生生境修复等方向，通过环境修复设备研发、新材料及修复新技术 的创新融合，实现技术研发、技术服务、技术应用的协同创新。通过研发环 境修复新技术与新产品，通过项目技术应用及推广已形成一整套污染场地治 理修复技术，项目可培育出完整的产业链，并最终有望形成国内具有竞争优 势的技术产业集群。
重庆大学
2021-04-11
耐高温腈基聚合物的分子构建与先进功能材料
该成果通过分子设计构建了一系列芳腈基聚合物，发明了荧光性、磁性、导电/介电性的芳腈基聚合物与先进功能材料
电子科技大学
2021-04-10
产业观察：信创产业生态加速构建 助力企业数字化转型
今年是“十四五”开局之年，作为“十四五”发展目标的重要抓手，信创产业以信息技术产业为根基，通过科技创新，构建国内信息技术产业生态体系，将在数字基建方面发挥更为重要的作用。
人民网
2021-12-16
我国科学家构建单细胞环形RNA分析技术及表达图谱
环形RNA（circRNA）是一类在真核细胞中广泛存在的内源性非编码RNA分子。单细胞全长转录组测序技术的发展，可以对单个细胞中环形RNA进行捕获测定，但效率较低，仅可部分揭示单细胞分辨率下环形RNA的表达模式。因此，单细胞水平的环形RNA表达及功能研究已成为该领域重点关注的问题。
科技部生物中心
2022-07-07
构建透明化肝脏离体模型评估肿瘤血管栓塞治疗方法
南科大生物医学工程系助理教授郭琼玉课题组在肿瘤介入栓塞领域构建透明化离体模型方面取得最新研究进展，相关成果论文以“构建透明化肝脏离体模型评估肿瘤血管栓塞治疗（Decellularized liver as a translucent ex vivo model for vascular embolization evaluation）”为题发表在生物材料领域顶级学术期刊Biomaterials。此项研究工作为建立透明化器官模型可视化研究及评估临床治疗手段开辟了新的途径，有望为蓬勃发展的生物技术和生物材料提供更加有效的评估策略。
南方科技大学
2021-04-11
基于模式识别的软件缺陷定性/定量预测模型构建技术
软件所含缺陷的风险或数目是合理安排软件测试资源，提高软件测试效率，衡量软件设计及开发质量的关键信息，应用模式识别技术对软件所含缺陷进行有效预测将对我国航空工业软件测试工作从被动测试到主动测试的转变起到积极的作用。对软件所含缺陷进行风险或定量预测，其根本技术在于利用以往软件缺陷数据，构建软件内在信息和软件缺陷信息之间的映射关系函数。 软件缺陷数据具有如下特点：软件度量信息冗余；软件缺陷数据分布及其不平衡；软件缺陷数据易含有不准确数据（如不准确的缺陷量）对于模型构建来说就是噪声数据；软件缺陷数据维度高，复杂度高等。该技术的广泛使用，将对我国航空工业中的软件测试工作，从传统的被动测试向主动测试，合理安排有限的测试资源，提高测试效率，从而提高软件质量起到重要作用。
北京航空航天大学
2021-04-13
构建NiTe纳米阵列的界面电子结构调控助力电催化氧析出
通过构建有效的纳米界面来调控催化剂的电子结构，设计制备出高效廉价的氧析出反应异质结电催化剂，并结合实验结果和理论计算对界面调控催化性质的机制进行了研究。他们首先以泡沫镍为基底，通过直接化学刻蚀的方法制备出泡沫镍负载的“十字柱”型的NiTe纳米阵列。进一步通过离子交换反应在NiTe表面修饰NiS纳米颗粒来调控NiTe的电子结构, 制备出NiTe/NiS 异质结催化剂。NiTe/NiS异质结催化剂中NiS和NiTe之间强的电子相互作用能够触发电子从“Ni”向“S”转移，从而有效调控催化中心“Ni”的电子结构，使得Ni的“d带中心”左移，从而优化Ni对活性中间体的吸附，降低了OER反应所需的能量，大大提高催化活性，仅需要257mV 的过电位就可实现100mA cm-2的电流密度。这项工作为理解电催化剂的结构-活性关系和开发高效的电催化剂提供了新的思路。
中山大学
2021-04-13