原料多样性对酪丁酸梭菌与工程恶臭假单胞菌转化玉米秸秆糖、木质素料液的影响
木质纤维素生物炼制过程中原料批次差异会改变水解液化学组成，干扰微生物发酵效率，目前缺少可用于工艺放大的微生物性能预测工具。本研究选取12批产地、破碎方式、腐熟程度、解剖组分各不相同的玉米秸秆，统一采用脱乙酰-机械细化-酶解（DMR-EH）工艺处理，分别得到富木质素黑液与糖水解液；以工程恶臭假单胞菌CJ781转化木质素合成粘康酸，野生酪丁酸梭菌发酵糖类生成丁酸。
工程酵母菌群通过组分与时序分工调控混合糖发酵
传统单一工程酵母存在葡萄糖阻遏效应，无法同步高效利用木质纤维素水解液中的葡萄糖、木糖，改造多通路又会带来沉重代谢负担。本研究构建专业化人工酿酒酵母菌群实现代谢分工，一株专一利用葡萄糖、一株专一利用木糖，通过调控菌群初始接种比例（组分分工）、不同菌株接种时序（时序分工）双重策略，灵活调控混合糖消耗动力学与乙醇产出。
工程大肠杆菌醋酸盐适应性实验室进化对葡萄糖发酵琥珀酸合成的影响
琥珀酸是高价值生物基平台化学品，工程大肠杆菌ML（MG1655 ΔpflB ΔldhA）敲除乳酸、甲酸旁路，厌氧条件下利用葡萄糖产琥珀酸能力极弱。两段发酵工艺中好氧阶段以乙酸为唯一碳源可显著提升菌株后续厌氧葡萄糖消耗与琥珀酸合成能力。本研究以乙酸为筛选压力开展适应性实验室进化（ALE），筛选获得进化菌株ML46-05。该菌株乙酸耐受、生长能力大幅提升，两段厌氧发酵中对高葡萄糖底物、高琥珀酸产物抑制抗性显著增强。
从实验室培养数据推导微生物生长速率的难点与误区
百年来微生物学界普遍使用分批培养生长曲线表征菌株生长与适合度，但目前行业没有统一标准的生长速率测算方法。本文系统梳理现有分析手段，区分两类核心生长参数：机理模型拟合得到本征生长速率μ，现象/无模型方法实测最大生长速率μₘₐₓ。数学模拟证明二者不能等价混用，若直接用μₘₐₓ替代μ，不仅绝对生长速率测算存在偏差，计算突变株相对适合度时甚至会出现“有益突变误判为有害突变”的致命错误。
工程化假单胞菌（Pseudomonas putida）提取的玉米秸瓴衍生的糖和木质素流的生物转化
木质纤维素生物炼制中不同批次秸秆原料成分差异会严重干扰后续微生物发酵效率，但原料组分如何影响菌株生长与产物合成缺乏系统定量研究。本文采用脱乙酰化-机械细化-酶解（DMR-EH）工艺处理12批不同产地、破碎方式、腐熟程度的玉米秸秆，分别获得富木质素黑液、糖水解液两类底物；选用工程恶臭假单胞菌CJ781转化木质素生成粘康酸，酪酸梭菌发酵糖类生产丁酸。
利用Sc2.0七号合成酵母染色体构建与SCRaMbLE技术解析非整倍体表型
非整倍体可造成基因组失衡，关联胚胎致死、肿瘤发生与衰老，但非整倍体表型成因尚不明确。本研究人工合成酿酒Sc2.0七号染色体（synVII），借助SCRaMbLE重组系统构建合成+天然七号染色体的非整倍体酵母，筛选219株染色体重排突变株。
恶臭假单胞菌KT2440对左旋葡聚糖和纤维聚糖的转化研究
生物质热解制备生物油会生成大量左旋葡聚糖与纤维聚糖，目前微生物利用纤维聚糖的机制尚不明确。本研究将左旋葡聚糖激酶基因导入恶臭假单胞菌KT2440，改造后的菌株可将左旋葡聚糖作为唯一碳源生长。研究证实糖苷水解酶GH1和GH3家族的β-葡萄糖苷酶均可水解纤维聚糖，生成左旋葡聚糖和葡萄糖。
利用合成基因表达系统调控酿酒酵母中P(LA-3HB)共聚物的D-乳酸含量
聚羟基烷酸酯（PHA）是可替代石化塑料的全生物基材料，单纯聚(3-羟基丁酸酯)（PHB）力学性能存在短板，掺入其他单体可改善材料特性。本研究在酿酒酵母中改造多西环素调控的Tet-On合成表达系统，通过控制肠膜明串珠菌来源D-乳酸脱氢酶基因（ldhA）的表达水平，实现胞内D-乳酸单体合成的精准调控，该调控方式不依赖培养条件。
硫代谢通过胱硫醚β-合酶与Sec14蛋白的相互作用调控内质网应激存活
本研究以酿酒酵母为模型，揭示硫代谢关键酶胱硫醚β-合酶Cys4通过产生硫化氢（H₂S）并与磷脂转运蛋白Sec14相互作用，调控内质网应激存活。Cys4是内质网应激下维持细胞存活的主效H₂S合成酶，缺失CYS4会导致细胞对衣霉素极度敏感、未折叠蛋白反应（UPR）持续激活、胞内脂滴异常积累。
巴斯德毕赤酵母应对碱化的转录响应信号通路：转录因子Crz1与Rim101的作用
本研究鉴定了工业酵母Komagataella phaffii（原Pichia pastoris）中响应碱性pH的两个关键转录因子Crz1和Rim101。利用CRISPR/Cas9构建单突变与双突变株，发现crz1缺失株对Ca²⁺高度敏感、对SDS耐受性增强，rim101缺失株对Na⁺、Li⁺、碱性pH与SDS高度敏感。
计算机模拟识别可增强大肠杆菌C12脂肪酸合成的基因靶点
本研究利用约束建模与Optknock算法，在大肠杆菌全基因组代谢网络中筛选能提高C12脂肪酸产量的基因敲除靶点，最终鉴定出9个候选基因，涉及回补反应、氨基酸合成、碳代谢与辅因子平衡。通过构建单基因与组合缺失突变株进行体内验证，三缺失突变株ΔmaeB Δndk ΔpykA的C12脂肪酸产量达到6.7 mg/L，较原始菌株提升7.5倍。研究证明模型引导的代谢工程可高效定向优化菌株，为微生物合成C12脂肪酸提供新策略与靶点。
枯草芽孢杆菌6633的yxiD基因编码一种具有tRNase活性的多态毒素并可被同源免疫蛋白YxxD中
本研究对枯草芽孢杆菌6633的YxiD‑YxxD系统进行结构与功能解析，证实其为多态毒素‑免疫蛋白对。YxiD的C端结构域YxiDCTD具有金属离子依赖性tRNase活性，可切割多种tRNA并下调细胞壁合成等关键基因，导致细菌生长抑制与死亡；其同源免疫蛋白YxxD通过1:1高亲和力结合YxiDCTD，空间封闭毒素活性中心从而中和毒性。
基于内源性I-E型CRISPR‑Cas系统开发黑色单胞菌X339基因编辑工具及其在提升聚羟基丁酸戊酸
本研究以嗜碱嗜盐菌黑色单胞菌X339为对象，首次开发基于其内源性I‑E型CRISPR‑Cas系统的单质粒基因编辑工具，实现高效精准基因敲除。利用该工具敲除丙酸降解关键基因prpC，使丙酸转化为3‑羟基戊酸的效率从1.8%提升至70.5%，但导致菌株耐丙酸能力下降。
酵母中TIM8缺乏诱导内质网应激并缩短时序寿命
酵母TIM8是人类TIMM8A/DDP1的同源蛋白，主要定位于线粒体膜间隙并参与TIM22转运系统。以往研究仅关注其线粒体蛋白转运功能，本研究首次发现TIM8缺失会引发酵母氧化应激与内质网应激，增强对衣霉素的抗性并提高基础未折叠蛋白反应水平，同时缩短时序寿命但不影响复制寿命；在人ARPE‑19细胞中敲低TIMM8A同样可诱发内质网应激，提示该功能从酵母到高等真核生物具有保守性。
活性与沉默大肠杆菌基因组的基本三维结构
本文通过超高分辨率Micro‑C技术解析大肠杆菌拟核的精细三维结构，揭示由H‑NS与StpA蛋白组织的染色体发夹结构CHINs与结构域CHIDs，这些结构负责沉默水平转移基因；破坏H‑NS/StpA会导致三维结构解体、相关基因转录升高、生长变慢；药物netropsin可模拟该效应；活跃转录基因形成独立的OPCID结构域，实现功能区室化。
高拷贝抑制子筛选可识别促进细胞色素c氧化酶II亚基异位产生的因子
本研究以酿酒酵母为模型，针对细胞核中异位表达的细胞色素c氧化酶II亚基突变体Cox2W56R开展高拷贝抑制子筛选，旨在找到能提升其线粒体导入与功能组装的基因。研究揭示了调控线粒体膜蛋白异位表达的关键因子，为线粒体基因治疗相关技术优化提供新靶点。
具有RGD基序的新型肽Pac-525对细胞内大肠杆菌的抗菌活性
侵袭性细胞内细菌引起的感染因病原体可在宿主细胞内存活增殖、传统抗生素难以进入细胞内发挥作用而成为重大治疗挑战。本研究合成了带有RGD结构域的抗菌肽Pac-525（RGD-Pac525），以增强其对真核细胞的穿透能力。通过RAW 264.7巨噬细胞系、鸡肠道类器官和鸡胚绒毛尿囊膜（CAM）三种模型，系统评估了RGD-Pac525的抗细胞内感染效果和安全性。
基于脚尖开关的工艺方法，用于设计耐酸模块，以增强工业大肠杆菌株在低pH下生产的稳健性
提升工业微生物的耐酸性对于提高发酵效率和可持续性至关重要。本研究提出了一种合成生物学方法，采用基于脚尖开关（toehold switch）的耐酸模块来工程化耐酸菌株。该方法构建了由触发块和开关块组成的模块，整合了4种酸响应启动子和18种耐酸基因，生成了约105个构建体的合成模块文库。
从派珀属物种中进行¹H-NMR引导生物活性化合物的分离
生物活性天然产物的发现常受复杂混合物中活性化合物分离与表征难度的制约。此前本团队开发了基于¹H NMR的加权基因共表达网络分析（WGCNA）方法，用于识别与派珀属叶片提取物对植物、真菌和细菌模型生物生长抑制活性相关的光谱特征，实现了生物活性相关候选化合物的优先排序。
铜绿假单胞菌在粗生物质碳水化合物和基于生物增强剂的生长培养基上的生长与鼠李糖脂生成表现
本研究评估了四种碳水化合物源（葡萄糖、甘油、大豆皮水解物SHH、模拟大豆皮水解物MSH）结合生物增强剂及其他培养基组分对铜绿假单胞菌PAO1鼠李糖脂生产的优化效果。旨在探究人类神经内分泌生物增强剂（去甲肾上腺素NE、多巴胺DP）在含可持续粗生物质碳水化合物的培养基中对细菌生长性能和鼠李糖脂滴度的影响。