

蘇州醫工所馬富強研究員團隊:團隊聯合浙江大學鄒宏斌教授團隊,基于嗜熱酶骨架,將“底物結合口袋工程”與“熒光激活微液滴分選(FADS)”即天木生物高通量皮升級液滴單細胞分選系統DREM cell相結合,成功獲得了活性大幅躍升、能夠“解鎖”多種(S)-選擇性ω-TAs且具有強普適性的突變體TbTA-W62L/I263G。擴大的酶口袋成功打破了野生型酶的催化壁壘。反應僅需1小時即可實現95%的轉化率,且產物光學純度高(ee>99.9%),實現ω-轉氨酶定向進化,并成功將其應用于抗癌藥物普拉替尼(Pralsetinib)高附加值手性中間體(S)-1b的直接合成。

TbTA定點飽和突變庫的設計及超高通量篩選

江南大學白仲虎教授團隊:開發了一套“ARTP誘變+熒光激活液滴微流控篩選(FADS)+ FlAsH-TC胞外熒光標記”的高通量平臺,在谷氨酸棒桿菌中實現對分泌型重組蛋白的超高通量、活細胞水平篩選。利用天木生物誘變育種儀ARTP以及高通量皮升級液滴單細胞分選系統DREM cell,經四輪迭代誘變+高通量篩選,成功獲得高效分泌重組蛋白的谷氨酸棒桿菌突變株CT3-28,在5L發酵罐中實現82.6%的產量提升,并通過全基因組重測序與功能驗證,揭示定RS02840(過表達促分泌)和RS02495(敲除促分泌)兩個與高效分泌相關的新基因靶點。

“ARTP+FADS+FlAsH-TC”一體化高通量篩選平臺

江南大學白仲虎教授團隊:構建了一種大腸桿菌與釀酒酵母的模塊化共培養系統,實現了從葡萄糖直接從頭合成色醇(tryptophol)。通過將色氨酸合成模塊分配給大腸桿菌、將色氨酸轉化為色醇的Ehrlich途徑模塊分配給釀酒酵母,并結合代謝工程、轉運蛋白工程和基因組規模模型指導的基因敲除,研究中全程采用了天木生物的生物培養過程在線檢測儀BODS與多參數樣品生化分析儀MBP,實現了發酵過程的精準在線監測與智能補料控制。最終在5L生物反應器(天木生物Tmax Bio)中獲得了2.14g/L的色醇產量,這是目前利用可再生碳源從頭生物合成的最高報道值。

共培養系統的建立與表征

廣西科技大學牛福星副教授團隊:先后利用天木生物ARTP(常壓室溫等離子體誘變)、適應性進化以及高通量的篩選方法,成功選育出了對高濃度甘蔗糖蜜具有魯棒性能的釀酒酵母菌株NGTM-F1,同時借助多組學分析以及發酵驗證挖掘出糖蜜中現存的K+和Ca2+是限制微生物生長及活力的主要影響因素。再經過一系列“小試-中試-大試”發酵鑒定,該菌株成功轉化至酵母生產企業安琪酵母股份有限公司(總部)并實現了產業落地。

高濃度甘蔗糖蜜魯棒型釀酒菌株選育及主要限制性影響因素挖掘
以上已發表研究成果分布酶工程、工業微生物改造以及生物醫藥等多個領域,天木生物憑借研發創新能力,整合多款自主研發制造的生命科學儀器,搭配多環節AI數據處理與自動化設計,搭建了一家覆蓋從皮升、微升、升到噸級的全尺度培養體系菌種高通量篩選與發酵工藝優化放大平臺,打通從菌種構建、篩選,到工藝優化、放大與中試的全流程操作,獲得全鏈條數據流,深度結合AI技術賦能生物制造。

菌種高通量篩選與發酵工藝優化放大平臺
一、隨機突變文庫構建:ARTP精準適配
快速構建高多樣性隨機突變文庫,為高效分泌底盤篩選奠定基礎。
ARTP核心優勢:
條件溫和可控性強;
活性粒子種類豐富;
突變效果好;
突變譜廣

二、超高通量篩選裝備:DREM cell液滴單細胞分選系統
DREM cell以皮升級、單細胞、超高通量的絕對優勢,實現“從百萬突變中找最優”的目標。
DREM cell核心優勢:
單細胞獨立生長,無交叉污染;
篩選通量>10?/批次,較傳統篩選方式提升上萬倍;
低試劑消耗,單克隆體篩選成本低至0.1元

三、發酵工藝條件摸索與優化放大利器:BODS生物培養過程在線檢測儀
實驗室優良菌株的發酵放大與在線監測,是連接基礎研究與應用的關鍵環節,
天木生物BODS生物培養過程在線檢測儀核心優勢:
各個發酵罐間可獨立控制;
全自動在線取樣,集成酶膜、OD及離子等多種檢測模塊;
自動化清洗與標定,數據檢測精準;
一拖多模式,可拓展至8個取樣通道,大幅度降低使用成本

四、更加穩定的發酵環境:天木生物常規生物反應器
天木生物常規生物反應器由通氣系統,攪拌系統,溫度控制系統,pH控制系統,溶氧控制系統等幾部分組成,參數控制穩定,能更好的幫用戶驗證菌株生產性能,快速確定放大工藝。

從酶催化的綠色革新,到菌株工廠的高效構建,天木生物始終以裝備創新驅動生物制造產業升級。我們將持續迭代升級優化從菌種構建、篩選,到工藝優化、放大與中試等各環節的核心技術,為合成生物學、生物醫藥、農業育種、食品發酵等領域提供更智能、更高效、更穩定的全流程解決方案,讓前沿科研成果更快落地產業,助力生物制造全面提速發展。

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