科创中国

行业领域

生物产业,生物医药产业

需求背景

微生物天然产物一直都是新型生物药物创新的主要源泉,是目前开发临床抗菌、抗肿瘤、免疫抑制剂等药物的重要资源。随着临床耐药菌的日益增多,新型病原菌和病毒的不断出现,以及新骨架天然产物挖掘难度的增加,新型微生物药物的开发正面临着巨大挑战。作为21世纪生命医学领域催动原创突破和学科交叉融合的前沿学科,合成生物学的崛起为解决药物研发困境提供了新的思路和方法,它可以突破天然药物发现的瓶颈,设计新的生物合成途径,产生更多天然药物及类似物。本文综述了近五年来合成生物学在微生物药物研究领域的技术革新,及其在氨基糖苷类抗生素、核苷类抗生素、核糖体肽、萜类以及聚酮类化合物等5大类微生物天然药物的发掘、生物合成以及新结构创制等方面的应用。

需解决的主要技术难题

本研究拟对微生物大宗药物如截短侧耳素、硫酸新霉素、多杀菌素、米尔贝霉素等生产菌种的合成代谢途径进行研究和改造，在分子水平上对这些代谢途径和网络进行调节与控制，减少杂质的生成，提高目标产物产量和质量。本研究的成功完成将促进我国微生物药物工业生产技术的发展，也为微生物大宗药物的研发与生产的一些实际问题的解决提供一定参考。拟利用基因组、转录组、代谢组学分析技术与合成生物学技术建立和完善一套系统的工业微生物药物的定向改造技术体系；并利用该技术体系对微生物大宗药物在其生产菌中的代谢途径进行研究和改造，以获得提高目标药物产量，降低生产成本。

期望实现的主要技术目标

1）开发微生物药物高产菌种1个或新工艺1项；1个新品种完成中试并上报注册；

2）获得师、省级科研项目1项申请发明专利1项或发表SCI论文1篇以上；

3）培养企业初、中、高级技术人员4-6名。

处理进度