交汇点讯 聚酰胺54即PA54（俗称“尼龙54”）作为聚酰胺家族的新成员，是家族里的“环保优等生”，然而其原料须由“生物基尸胺”和“生物基琥珀酸”两种菌种生物合成，不仅流程复杂，需使用大量酸碱中和剂，还会产生废盐、二氧化碳等废弃物。日前，南京工业大学生物与制药工程学院陈可泉教授团队指导的NJTech-China团队，通过合成生物学技术，解决了这一问题，并在2025年国际基因工程机器大赛（iGEM）中斩获全球金奖、最佳提升元件奖，并获得最佳生物制造项目提名。

“我们创制智能细胞工厂，利用葡萄糖同步生产尸胺与琥珀酸两种物质，实现酸碱自中和与原位二氧化碳固定，取得了环境友好和碳减排的双重效果，打造了一种聚酰胺绿色低碳的生产方式。”陈可泉介绍，生物基聚酰胺作为一种性能优异的生物基材料，广泛应用于纺织、工程塑料等领域，但传统生物合成聚酰胺的方法仍然存在诸多问题。

传统方法的麻烦在哪？指导老师冯娇副教授介绍道，以前制造聚酰胺54得请“两个不同的微生物团队”干活，一个团队专门造尸胺，另一个专门造琥珀酸。“就像做饭，得去A厨房蒸馒头，再去B厨房炖排骨，流程长且复杂，且两者工作时还会浪费资源，产生没用的废弃物。”指导老师许晟副教授形象地补充道：“而我们是把以前两个各自生产、浪费严重的作坊，变成了一个高效、自给自足，还能‘内部消化垃圾’的‘全能一体厨房’。”

团队队长朱楚宁同学介绍，NJTech-China团队是一支典型的跨学科队伍，师生来自生工、计算机、机械、艺术等学院。项目中，他们构建了“干实验”与“湿实验”双轨并行的研发策略，形成“设计-构建-验证-优化”的闭环，极大提升了研发的精准性与效率。

“为了打造智能细胞工厂，我们选用大肠杆菌NT1003作为‘底盘细胞’，通过合成生物学手段，对其进行了精巧的设计改造。”湿实验组（实验室里验证）组长鹿晨曦同学介绍说，在老师们的指导下，他们为菌株安装了“基因开关”，改造了关键酶、调控了辅因子，精准控制实现了“一菌双产”。

干实验组（电脑里做设计）组长周宸熙介绍，团队搭建了多尺度计算框架，通过系统动力学模拟、酶理性设计、代谢网络优化三大模块为湿实验组提供改造位点，其中利用AI辅助设计与理性改造，对关键酶——赖氨酸脱羧酶进行优化，引入二硫键作为“分子稳定器”的策略，使其酶活性提升113%，荣获了最佳提升元件奖。

人类实践组（从生活中来到生活中去）组长叶雨辰同学介绍，除了技术突破，团队高度重视科普与推广，制定了“洞察-启动-改进”的3i人类实践模型，积极与企业、高校和公众互动，普及生物基材料知识，提升社会对绿色制造的理解与接纳。

“一菌双产”破解传统工艺环保痛点。团队成功构建的利用葡萄糖同步生成尸胺与琥珀酸（聚酰胺54两种关键前体）的“智能细胞工厂”，不仅简化了传统生产流程，更实现了生产过程中的酸碱自中和与原位二氧化碳固定，显著减少了中和剂使用量和废盐排放，真正实现了绿色、低碳制造。

团队表示，未来将继续推动该技术的发展，让合成生物学的创新成果真正赋能环保产业，助力绿色低碳发展。

新华日报·交汇点记者 谢诗涵

通讯员 杨芳

2025年11月15日《交汇点新闻》：https://jhd.xhby.net/share-webui/detail/s6918285ae4b054c4a0b07930?t=1763190978483