合成生物学学科

合成生物学学科 Synthetic Biology


【学科发展史】      
   

一、学科定位与特色方向    

华东师范大学合成生物学聚焦医学合成生物学与大健康方向,融合基因编辑、免疫治疗、工程生物学、计算生物学等领域的理论与技术,部分研究跻身世界前沿。学校将该学科纳入重点布局的前沿交叉领域。

依托上海市调控生物学重点实验室,并以医学院筹建为牵引,学科立足基因编辑、基因治疗与细胞治疗特色,整合人工智能、超限制造等多学科优势,打造前沿交叉学科群。2023年,生命科学学院明确深化合成生物学与医学交叉融合,聚焦“智能活体药物”研发,助力国际一流生物学学科建设。

二、发展历程    

学科发展可追溯至2007年。当年学校组建生命医学研究所,开启调控生物学与合成生物学交叉研究,并筹建上海市细胞信号网络研究技术平台,为早期研究提供关键支撑。2011年启动上海市调控生物学重点实验室建设,2013年正式挂牌,逐步在基因编辑、智能细胞治疗方向形成优势。2016年与上海邦耀生物联合成立上海基因编辑与细胞治疗研究中心,全面推动基因编辑和免疫细胞治疗技术的临床转化。

2019年4月,学校成立国内首个聚焦医学合成生物学的研究中心——华东师范大学医学合成生物学研究中心,由生命科学学院为核心依托,进入实体化、建制化运行阶段。2024年,学校推进合成生物学与智能制造深度融合;2025年成立未来农业科学与技术研究所,将合成生物制造作为重点方向。2026年,与上海华苔生物共建植物细胞合成智造联合实验室,推动植物次生代谢产物智造转化。

三、主要平台与团队    

医学合成生物学研究中心是学科核心平台,下设基因编辑、智能基因药物、智能细胞药物、智能益生菌药物、生物电子药物等研究方向,致力于开发颠覆性治疗技术。此外,学院与龙华医院、奉贤中心医院、上海邦耀公司等共建协同创新平台,推进基础研究向临床转化。

学科已形成多个具有国际影响力的研究方向:

  • 遗传控制系统与智能活体药物:开发人工基因线路和智能活体药物,在精准可控的基因治疗、细胞治疗方面取得系列突破,包括人工定制细胞、智能基因药物、生物传感器、基因开关及逻辑线路等。

  • 基因编辑技术与基因治疗:聚焦编辑技术创新与临床转化,开发超高活性迷你基因编辑工具和小型碱基编辑系统,在遗传病、地中海贫血等疾病治疗中取得显著疗效。

  • 免疫细胞治疗技术创新:研发非病毒定点整合CAR-T和异体通用型CAR-T细胞,在肿瘤与自身免疫病治疗中实现重大突破,成果入选“中国科学十大进展”以及“上海市科技进步一等奖”。

  • 药物递送与医用生物材料:研发生物大分子递送系统、超分子材料、医用凝胶、抗感染及止血材料、纳米纤维膜等创伤修复产品,形成特色鲜明的研究体系。

  • 酶分子设计与合成生物制造:开展食品工业特种酶全链条研究,构建生物催化元件库与人工智能酶设计平台,在蛋白质谷氨酰胺酶等领域打破国际垄断,推动国产化。

  • 植物合成生物学与天然产物智造:依托植物细胞合成智造联合实验室和未来农业研究所,聚焦植物细胞工厂、高价值产物合成智造、代谢通路重构等关键技术。

四、发展规划与战略愿景    

未来,学科将持续聚焦合成生物学高端生物制造赛道,遵循从“造物致知”到“造物致用”的规律,重点研发智能基因药物、智能细胞药物、智能微生物疗法、智能活体疫苗、医用及食品用酶、高端分子诊断制品等。依托上海市调控生物学重点实验室,力争在基因细胞治疗、合成生物制造等领域实现“从0到1”的原始创新,并深化产学研融合,推动产业化。同时,推动合成生物学与人工智能、大数据深度融合,为精准医学和智能诊疗提供原动力,助力上海建设具有全球影响力的合成生物创新策源高地。