聚焦新科技革命背景下科教融合驅動生物工程專業本科拔尖人才培養體系的迭代升級，2024年12月7日，由四川大學輕工科學與工程學院、教育部“資源碳中和關鍵核心技術”集成攻關大平臺、四川省微生物學會合成生物學專業委員會聯合主辦的第9-14期四川大學“大川小生”學科前沿講壇在四川大學望江校區舉行。這也是“三鎮一谷”為核心的“大川小生”教研走廊系列活動。“三鎮一谷”即以“大川小生”教學沙龍為抓手的教學創新與教學思政小鎮、以“大川小生”學科前沿講壇為抓手的科教融合小鎮、以“大川小生”產業論壇為抓手的產教融合小鎮以及以金課、金師、金地（實踐基地）為目標的教學基建山谷。本次活動由四川大學輕工科學與工程學院輕工生物技術教研室、2023級生物質科學與工程創新班501班聯合承辦。
來自江南大學、浙江大學、中山大學和華南理工大學的相關領域專家，圍繞植物天然產物的合成生物制造、基于人工智能的合成路線設計以及蛋白元件高效制備等角度，共同探討了新一代合成生物制造的前沿進展。論壇由四川大學輕工科學與工程學院田永強教授、2023級生物質科學與工程創新班501班班主任秦久福研究員共同主持，四川大學輕工科學與工程學院吳重德教授、鄧銳杰副研究員、李霞博士、蔣光陽博士等50余名師生出席了論壇。
2023級生物質科學與工程創新班501班學生代表與專家合影
田永強教授主持論壇
周景文教授作報告
國家重大人才工程特聘教授、江南大學未來食品科學中心周景文教授作題為“植物天然產物的合成生物制造”的報告。合成生物技術的發展，使得人們可以利用微生物以更可持續的方式生產黃酮、萜類等多種食品和醫藥原料。為了實現重要植物天然產物的合成生物技術生產，需要解決重要原生合成代謝途徑挖掘、酶理性改造與高效表達、代謝途徑平衡調控、產物分泌與產物耐受等問題。在報告中，周景文教授向大家著重介紹了其團隊結合高通量測序和深度學習等手段，解析了多種重要植物天然產物合成代謝過程，以及建立了基于人工智能的酶挖掘與理性設計、基于深度學習和生成模型的代謝網絡優化、基于生物傳感器和微流控技術的高通量篩選、基于高強度啟動子和高拷貝位點的限速酶超高效表達等策略，從而實現了多種在食品與醫藥領域具有重要價值的植物天然產物的合成生物制造。
連佳長教授作報告
國家級青年專家、浙江大學化學工程與生物工程學院連佳長教授作題為“抗癌藥物長春堿的合成生物制造”的報告。報告中，連佳長教授重點介紹了其團隊利用畢赤酵母細胞工廠來高效合成長春質堿。研究團隊利用表征的整合位點，以異胡豆苷和荊芥醇作為節點，將長春質堿合成途徑分成三個功能模塊，在畢赤酵母內分模塊依次進行整合和優化，首次在畢赤酵母中實現了長春質堿的從頭合成。長春質堿途徑是迄今為止在非模式菌株中構建的最為復雜的生物合成途徑，證明了畢赤酵母作為合成植物天然產物細胞工廠的優勢和巨大潛力。報告會上，連老師還向在場的研究生提供了關于做科研寶貴的經驗性建議，鼓勵大家在科研道路上不畏艱難，勇于創新。
趙鑫銳教授作報告
國家級青年專家、江南大學生物工程學院趙鑫銳研究員作題為“微生物高效合成血紅素及其結合蛋白”的報告。血紅素是一種含鐵的四吡咯化合物，廣泛存在于血紅蛋白、肌紅蛋白、過氧化氫酶、細胞色素c和細胞色素P450中，并在生物體內執行許多重要的生理功能。趙鑫銳研究員團隊通過代謝工程手段，在大腸桿菌和酵母等微生物中構建了高效的血紅素生產平臺，并通過比較轉錄組學開發血紅素生物傳感器實現了血紅素蛋白的高產。
巫瑞波教授作報告
國家級青年專家、中山大學藥學院巫瑞波教授作題為“AI& OM/MM數理雙驅的合成路線規劃與酶催化設計”的報告。報告中，巫瑞波老師介紹了利用人工智能（AI），量子-經典(QM/MM)力學、多尺度模擬技術、大數據挖掘和深度學習策略相結合的創新方法，推動了天然產物的合成路線規劃和酶催化設計。特別是在酶改造方面，研究團隊發現通過理性設計，單一突變的酶變體能夠實現催化功能的完全轉變，這是非理性設計難以達到的，為天然產物合成中的關鍵酶改造提供了全新的視角和理解。
楊曉峰教授作報告
中國生物工程學會青年工作委員會委員、華南理工大學生物科學與工程學院楊曉鋒教授作題為“新一代蛋白高效制備與工程”的報告。蛋白質是生物領域重要的大分子，但其挖掘、制備、分離等操作的復雜性制約著蛋白質相關實驗的效率。楊曉鋒團隊針對這些問題，開發cSAT技術以及優化得到的cSAT2.0技術。通過特異性聚集沉淀實現了蛋白質高效純化。利用Spy蛋白標簽與蛋白質的互作實現蛋白質高效固定，實現蛋白質高效回收以及分子相互作用檢測。最后還利用AI開發了DeepMineLys蛋白質高效挖掘系統，挖掘到的溶菌酶成為目前發現最有效的溶菌酶。楊曉鋒教授的工作為蛋白質領域提供了高效的操作工具。
龔勁松教授作報告
侯德榜化工科學技術獎青年獎獲得者、江南大學生命科學與健康工程學院龔勁松教授作題為“高性能腈水解酶的開發及應用研究”的報告。腈水解酶催化腈化合物水解成羧酸，常用于食品、制藥和化學工業。而酶的熱穩定性對延長反應時間和重復使用至關重要。龔勁松團隊利用基于功能酶基因挖掘策略創制了具有完全自主知識產權的特異性腈水解酶，打破了國外壟斷。并開發祖先序列-結構-分子動力學(ASSMD)策略，挖掘高性能極端嗜熱生物的祖先酶。經過分析優化得到了可耐受沸水溫度的耐熱腈水解酶ASR135-M4。龔勁松教授為腈水解酶的生物轉化以及高性能酶分子挖掘提供了新方法。
秦久福研究員主持開放討論環節
在開放討論環節，各位專家學者耐心細致地回答了學生們提出的問題。針對部分本科生提出的基礎性問題，專家們以通俗易懂的語言進行了解釋，幫助學生們加深了對相關理論和實踐的理解。而對于研究生提出的較為專業和前沿的問題，學者們則結合自身的研究經歷與領域洞見，提供了深入而富有啟發性的解答，不僅拓寬了學生的視野，也為他們今后的學術研究提供了寶貴的建議。此外，研討會還就未來學術發展的關鍵方向和技術難點進行了討論，專家們鼓勵學生們積極參與科研實踐，注重跨學科思維的培養，并強調了國際化視野在當今學術研究中的重要性。整場互動氣氛融洽而熱烈，不僅讓學生們對專業領域有了更深層次的理解，也激發了他們探索學術未知的熱情。
