自主創(chuàng)新 跨越發(fā)展——記江南大學(xué)糖化學(xué)與生物技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

本刊記者 肖 宇

江南大學(xué)“糖化學(xué)與生物技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”2011年通過(guò)教育部論證建設(shè)，是國(guó)內(nèi)第一個(gè)系統(tǒng)從事糖質(zhì)科學(xué)研究的科技創(chuàng)新與人才培養(yǎng)基地。

實(shí)驗(yàn)室主要圍繞自然界中糖類的存在形式、糖類的結(jié)構(gòu)與功能、糖類物質(zhì)的有機(jī)合成與生物轉(zhuǎn)化、以及糖結(jié)構(gòu)修飾與功能強(qiáng)化等基礎(chǔ)科學(xué)問(wèn)題開展研究，為在醫(yī)藥和食品等行業(yè)有重要應(yīng)用的功能糖和糖復(fù)合物的研究開發(fā)提供理論和技術(shù)基礎(chǔ)，建成系統(tǒng)的糖化學(xué)、糖生物學(xué)、糖生物制造、糖功能強(qiáng)化創(chuàng)新研究開發(fā)平臺(tái)，為糖質(zhì)科學(xué)和糖工程產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供強(qiáng)有力的支撐。

現(xiàn)任實(shí)驗(yàn)室副主任的高曉冬教授及其創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)在科研上引導(dǎo)前沿，在產(chǎn)業(yè)化上立足國(guó)需，在糖科學(xué)領(lǐng)域取得了一系列具有國(guó)際領(lǐng)先水平的重要成就；他們還重視交流合作與人才培養(yǎng)，努力打造糖科學(xué)的創(chuàng)新平臺(tái)，為我國(guó)科技創(chuàng)新體制建設(shè)做出了重要貢獻(xiàn)。

立足國(guó)需 服務(wù)產(chǎn)業(yè)

制糖工程學(xué)科是從解決人類生活、生存必需品的生產(chǎn)問(wèn)題而發(fā)展起來(lái)的一門科學(xué)技術(shù)，在輕工技術(shù)與工程一級(jí)學(xué)科乃至整個(gè)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域中都占據(jù)著重要的地位。制糖工程學(xué)科已在原有專業(yè)理論的基礎(chǔ)上，有機(jī)地結(jié)合了生物有機(jī)化學(xué)、分子生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、化學(xué)生物學(xué)等理論知識(shí)，以及生物工程和現(xiàn)代化工等技術(shù)，不斷拓寬新的研究領(lǐng)域，為功能糖及糖復(fù)合物等在醫(yī)藥和食品等行業(yè)的開發(fā)及利用提供理論基礎(chǔ)和技術(shù)支持。

制糖工程是江南大學(xué)“輕工技術(shù)與工程”學(xué)科的重要組成部分，依托國(guó)家重點(diǎn)一級(jí)學(xué)科“輕工技術(shù)與工程”和“食品科學(xué)與工程”等優(yōu)勢(shì)學(xué)科，整合學(xué)校優(yōu)勢(shì)資源，經(jīng)過(guò)初步建設(shè)，目前已形成四個(gè)穩(wěn)定的研究方向：

（一）糖生物學(xué)。研究糖蛋白生物合成途徑及其調(diào)控機(jī)制和糖脂的生理功能及醫(yī)學(xué)應(yīng)用。

（二）糖化學(xué)。研究寡、多糖及其衍生物的有機(jī)合成，開發(fā)糖類物質(zhì)在藥物、疫苗、生物醫(yī)學(xué)診斷等領(lǐng)域的應(yīng)用。

（三）糖工程。研究糖芯片的開發(fā)及其應(yīng)用、醫(yī)藥糖蛋白重組表達(dá)系統(tǒng)的構(gòu)建和酵母孢子壁殼聚糖的工業(yè)利用。

（四）糖生物制造。研究微生物多糖的發(fā)酵生產(chǎn)和機(jī)能低聚糖的生物生產(chǎn)。

緊緊圍繞這四個(gè)方向，糖化學(xué)與生物技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室從建立開始，就從基礎(chǔ)研究服務(wù)于產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的總體定位出發(fā)，立足國(guó)家需要，為我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出了重大貢獻(xiàn)。

近年來(lái)，實(shí)驗(yàn)室在蛋白質(zhì)糖基化、核苷酸糖轉(zhuǎn)運(yùn)體及其相關(guān)酶基因挖掘、糖脂在癌癥發(fā)展過(guò)程中的調(diào)節(jié)作用，寡糖的全自動(dòng)合成，糖類藥物及疫苗的研究開發(fā)、醫(yī)藥糖蛋白高表達(dá)體系開發(fā)和微生物制糖及應(yīng)用等領(lǐng)域處于世界領(lǐng)先水平，相關(guān)研究成果已多次在PNAS,J Biol Chem,Mol Biol Cell,FASEB Journal,J Cell Sci,Chemical Communications, Chemistry-A European Journal, Glycobiology等世界一流期刊上以第一作者或通訊作者發(fā)表。

實(shí)驗(yàn)室實(shí)行“開放、流動(dòng)、聯(lián)合、競(jìng)爭(zhēng)”的運(yùn)行機(jī)制，在教育部與江南大學(xué)的支持下，實(shí)驗(yàn)室專門劃出5000平方米作為科研用房，投入儀器設(shè)備經(jīng)費(fèi)1500萬(wàn)元，包括熒光雙向電泳系統(tǒng)、快速蛋白質(zhì)序列分析儀、核酸序列分析儀、快速純化工業(yè)開拓系統(tǒng)、高效液相色譜儀、智能型PCR儀、凝膠圖象分析儀、MALDI串聯(lián)飛行時(shí)間質(zhì)譜儀、高分辨率核磁共振儀等，組建了多個(gè)具有海外學(xué)術(shù)背景的海歸團(tuán)隊(duì)，融合相關(guān)交叉學(xué)科，提升了團(tuán)隊(duì)國(guó)際化視野，達(dá)到學(xué)科發(fā)展的目的。

國(guó)際交流 人才為本

《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要》指出：“增強(qiáng)國(guó)家自主創(chuàng)新能力，必須充分利用對(duì)外開放的有利條件，擴(kuò)大多種形式的國(guó)際和地區(qū)科技合作與交流。”“鼓勵(lì)科研院所、高等院校與海外研究開發(fā)機(jī)構(gòu)建立聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室或研究開發(fā)中心。支持在雙邊、多邊科技合作協(xié)議框架下，實(shí)施國(guó)際合作項(xiàng)目。”

糖化學(xué)與生物技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室在發(fā)展過(guò)程中，一直都非常重視國(guó)際合作與交流，目前已和國(guó)外多家高校和科研院所有著密切的交流與合作，多名國(guó)外專家被聘請(qǐng)為實(shí)驗(yàn)室客座教授。例如，實(shí)驗(yàn)室已與日本國(guó)立產(chǎn)業(yè)綜合技術(shù)研究所（AIST）醫(yī)藥糖科學(xué)研究中心強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，在“改良具備人體細(xì)胞蛋白質(zhì)糖修飾能力酵母，建立有中國(guó)知產(chǎn)權(quán)的酵母醫(yī)藥糖蛋白生產(chǎn)體系”的研究項(xiàng)目開展合作，為構(gòu)建一支國(guó)內(nèi)一流、國(guó)際上有較大影響的科研團(tuán)隊(duì)而努力。此外，實(shí)驗(yàn)室還計(jì)劃與世界著名的德國(guó)馬克思—普朗克研究所建立交流與合作，吸收并運(yùn)用先進(jìn)的糖類自動(dòng)合成技術(shù)，實(shí)現(xiàn)以糖生物技術(shù)為特色，生物工程上、中、下游的緊密結(jié)合，在資源、能源、環(huán)境、醫(yī)藥等國(guó)民經(jīng)濟(jì)諸多方面推進(jìn)發(fā)展。

實(shí)驗(yàn)室在建設(shè)初期，大力引進(jìn)高端人才團(tuán)隊(duì)，積極從日本、德國(guó)和美國(guó)引進(jìn)四名具有多學(xué)科交叉背景的糖質(zhì)科學(xué)與技術(shù)高端人才匯聚于此，集合各自專業(yè)優(yōu)勢(shì)，共同托舉糖化學(xué)的研究高峰。他們長(zhǎng)期在國(guó)外知名科研院所從事糖化學(xué)與糖生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、生物工程領(lǐng)域的研究工作，平均10年以上的海外研修經(jīng)歷，平均年齡小于40歲，具有創(chuàng)新性學(xué)術(shù)思想。他們的加入為吸收糖科學(xué)研究先進(jìn)技術(shù)和信息，建立我國(guó)糖科研教育和技術(shù)開發(fā)平臺(tái)，趕超世界先進(jìn)水平提供了強(qiáng)有力的支撐，為實(shí)驗(yàn)室的可持續(xù)發(fā)展注入了活力。

同時(shí)學(xué)校以引進(jìn)高層次人才為核心，組建學(xué)術(shù)團(tuán)隊(duì)，打造一支由國(guó)家級(jí)人才領(lǐng)銜、1至2名中青年學(xué)術(shù)帶頭人、2至3名中青年骨干教師和若干名青年教師組成的高水平學(xué)術(shù)梯隊(duì)，形成優(yōu)秀人才團(tuán)隊(duì)效應(yīng)和資源凝聚優(yōu)勢(shì)，加快與國(guó)際接軌，并發(fā)展具有本土優(yōu)勢(shì)與特色的糖生物學(xué)，糖化學(xué)與糖工程新學(xué)科、新產(chǎn)業(yè)，推動(dòng)學(xué)校相關(guān)學(xué)科群發(fā)展，構(gòu)建糖工程前沿理論研究與技術(shù)開發(fā)創(chuàng)新平臺(tái)，從而實(shí)現(xiàn)研究成果在工業(yè)應(yīng)用方面的突破。

今后幾年，實(shí)驗(yàn)室將努力打造成為在糖物質(zhì)科學(xué)基礎(chǔ)和應(yīng)用的科技創(chuàng)新體系中的重要組成部分，開展國(guó)際科技合作的平臺(tái)，聚集和培養(yǎng)高層次國(guó)際科技人才和開展國(guó)際學(xué)術(shù)交流的窗口。實(shí)驗(yàn)室將進(jìn)一步加強(qiáng)開放課題和開放平臺(tái)力度，共享研究成果，團(tuán)隊(duì)建設(shè)與人才引進(jìn)有效整合。其運(yùn)行與發(fā)展將為支撐全國(guó)生物技術(shù)、食品、農(nóng)產(chǎn)品加工、預(yù)防醫(yī)學(xué)等學(xué)科的發(fā)展作出重要貢獻(xiàn)。

高曉冬，1965年生，教授，博導(dǎo)。1984年獲選國(guó)費(fèi)本科留學(xué)生，受教育部派遣赴日留學(xué)。1994年獲日本東京大學(xué)農(nóng)學(xué)研究科博士后，曾經(jīng)擔(dān)任過(guò)美國(guó)紐約州立大學(xué)助理教授和日本國(guó)立產(chǎn)業(yè)綜合研究所（AIST）糖鎖研究中心主任研究員，回國(guó)前是日本北海道大學(xué)博導(dǎo)副教授，2011年10月到江南大學(xué)工作。現(xiàn)任生物工程學(xué)院 糖化學(xué)與生物技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任，糖化學(xué)研究中心主任。

科學(xué)研究的中心領(lǐng)域是糖生物學(xué)，主要涉及生物化學(xué)，分子生物學(xué)，細(xì)胞生物學(xué)和微生物學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科，主要以酵母細(xì)胞為模型，研究和探討真核細(xì)胞蛋白質(zhì)的N糖基化修飾。在相關(guān)糖基轉(zhuǎn)移酶的克隆，生物學(xué)功能和結(jié)構(gòu)解析等基礎(chǔ)研究上一直有著系統(tǒng)性的學(xué)術(shù)貢獻(xiàn)。目前針對(duì)多萜醇寡糖生物合成途徑的分子調(diào)控機(jī)制以及N-糖基化工程技術(shù)在醫(yī)藥糖蛋白表達(dá)生產(chǎn)上的應(yīng)用等課題展開研究。

尹健，1979年生，中共黨員，2001年7月獲南京師范大學(xué)學(xué)士學(xué)位，2005年7月獲中國(guó)藥科大學(xué)碩士學(xué)位，2009年2月獲德國(guó)波茨坦大學(xué)自然科學(xué)博士學(xué)位，隨后在德國(guó)馬克思—普朗克膠體與界面研究所從事博士后研究工作，2012年回國(guó)入選中組部青年千人計(jì)劃，現(xiàn)就職于江南大學(xué)糖化學(xué)與生物技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，被聘為教授、博士生導(dǎo)師。

在德國(guó)期間一直從事糖類物質(zhì)的研究，博士期間發(fā)展了自由基方法制備糖類化合物的策略，博士后期間作為主要成員參與了歐盟重大項(xiàng)目，發(fā)展了糖類物質(zhì)的全自動(dòng)合成技術(shù)。研究興趣包括: 糖類化合物的制備，糖類藥物和疫苗的開發(fā)。

關(guān)鋒，1978年生，教授，博士。2007年獲中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)微生物學(xué)專業(yè)博士，師從中國(guó)科學(xué)院院士李季倫教授。2007年至2011年在美國(guó)華盛頓大學(xué)微生物及病理系做博士后研究，師從國(guó)際著名糖生物學(xué)家，美國(guó)科學(xué)院院士箱守仙一郎教授。2011年9月任職于江南大學(xué)生物工程學(xué)院糖化學(xué)及生物技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。

現(xiàn)為中國(guó)微生物學(xué)會(huì)，中國(guó)生物工程學(xué)會(huì)會(huì)員，美國(guó)糖生物學(xué)會(huì)會(huì)員。糖生物工程專業(yè)委員會(huì)理事，農(nóng)業(yè)生物技術(shù)學(xué)會(huì)微生物技術(shù)分會(huì)理事。國(guó)家自然科學(xué)基金評(píng)議專家成員。

目前主要以哺乳動(dòng)物細(xì)胞為模型，研究糖脂、糖蛋白、糖基轉(zhuǎn)移酶以及糖苷酶的分子調(diào)控機(jī)制，糖脂對(duì)細(xì)胞增殖、黏附和遷移的影響，糖脂抑制生長(zhǎng)因子受體激活及信號(hào)通路的機(jī)制，糖基化修飾對(duì)蛋白功能的影響，糖脂和糖蛋白在疾病和癌癥中的表達(dá)異常及生物學(xué)功能等。

中西秀樹，1973年生，教授、博導(dǎo)。2001年獲日本東京農(nóng)工大學(xué)博士學(xué)位后，赴美留學(xué)深造，在紐約州立大學(xué)擔(dān)任研究員。2006年返回日本，先后擔(dān)任國(guó)立產(chǎn)業(yè)綜合研究所（AIST）糖鎖研究中心助理研究員和福島縣立醫(yī)科大學(xué)助理教授。2011年7月全職到江南大學(xué)工作，現(xiàn)任江南大學(xué)糖化學(xué)與生物技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室教授。

研究領(lǐng)域主要涉及分子生物學(xué)、酵母遺傳學(xué)和細(xì)胞生物學(xué)。在真核細(xì)胞分泌途徑的基本機(jī)制及釀酒酵母孢子形成機(jī)理研究方面，取得極大進(jìn)展。目前主要以真核酵母孢子膜融合機(jī)理為模型，研究人體神經(jīng)突觸囊泡融合及神經(jīng)遞質(zhì)的分泌調(diào)節(jié)機(jī)制與神經(jīng)肉毒毒素的裂解機(jī)理，并對(duì)人類遺傳性疾病有關(guān)的未知功能基因進(jìn)行鑒定，研究開發(fā)新型藥物及能夠應(yīng)用于醫(yī)藥和工業(yè)領(lǐng)域的新技術(shù)。同時(shí)，針對(duì)酵母孢子壁組成成分中殼聚糖的吸附特性，利用細(xì)胞生物學(xué)和分子遺傳學(xué)的方法，研發(fā)污水治理等方面的新型應(yīng)用技術(shù)。