自主创新 跨越发展——记江南大学糖化学与生物技术教育部重点实验室

本刊记者 肖 宇

江南大学“糖化学与生物技术教育部重点实验室”2011年通过教育部论证建设，是国内第一个系统从事糖质科学研究的科技创新与人才培养基地。

实验室主要围绕自然界中糖类的存在形式、糖类的结构与功能、糖类物质的有机合成与生物转化、以及糖结构修饰与功能强化等基础科学问题开展研究，为在医药和食品等行业有重要应用的功能糖和糖复合物的研究开发提供理论和技术基础，建成系统的糖化学、糖生物学、糖生物制造、糖功能强化创新研究开发平台，为糖质科学和糖工程产业的发展提供强有力的支撑。

现任实验室副主任的高晓冬教授及其创新团队在科研上引导前沿，在产业化上立足国需，在糖科学领域取得了一系列具有国际领先水平的重要成就；他们还重视交流合作与人才培养，努力打造糖科学的创新平台，为我国科技创新体制建设做出了重要贡献。

立足国需 服务产业

制糖工程学科是从解决人类生活、生存必需品的生产问题而发展起来的一门科学技术，在轻工技术与工程一级学科乃至整个现代科学技术领域中都占据着重要的地位。制糖工程学科已在原有专业理论的基础上，有机地结合了生物有机化学、分子生物学、细胞生物学、化学生物学等理论知识，以及生物工程和现代化工等技术，不断拓宽新的研究领域，为功能糖及糖复合物等在医药和食品等行业的开发及利用提供理论基础和技术支持。

制糖工程是江南大学“轻工技术与工程”学科的重要组成部分，依托国家重点一级学科“轻工技术与工程”和“食品科学与工程”等优势学科，整合学校优势资源，经过初步建设，目前已形成四个稳定的研究方向：

（一）糖生物学。研究糖蛋白生物合成途径及其调控机制和糖脂的生理功能及医学应用。

（二）糖化学。研究寡、多糖及其衍生物的有机合成，开发糖类物质在药物、疫苗、生物医学诊断等领域的应用。

（三）糖工程。研究糖芯片的开发及其应用、医药糖蛋白重组表达系统的构建和酵母孢子壁壳聚糖的工业利用。

（四）糖生物制造。研究微生物多糖的发酵生产和机能低聚糖的生物生产。

紧紧围绕这四个方向，糖化学与生物技术教育部重点实验室从建立开始，就从基础研究服务于产业应用的总体定位出发，立足国家需要，为我国经济发展做出了重大贡献。

近年来，实验室在蛋白质糖基化、核苷酸糖转运体及其相关酶基因挖掘、糖脂在癌症发展过程中的调节作用，寡糖的全自动合成，糖类药物及疫苗的研究开发、医药糖蛋白高表达体系开发和微生物制糖及应用等领域处于世界领先水平，相关研究成果已多次在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讯作者发表。

实验室实行“开放、流动、联合、竞争”的运行机制，在教育部与江南大学的支持下，实验室专门划出5000平方米作为科研用房，投入仪器设备经费1500万元，包括荧光双向电泳系统、快速蛋白质序列分析仪、核酸序列分析仪、快速纯化工业开拓系统、高效液相色谱仪、智能型PCR仪、凝胶图象分析仪、MALDI串联飞行时间质谱仪、高分辨率核磁共振仪等，组建了多个具有海外学术背景的海归团队，融合相关交叉学科，提升了团队国际化视野，达到学科发展的目的。

国际交流 人才为本

《国家中长期科学和技术发展规划纲要》指出：“增强国家自主创新能力，必须充分利用对外开放的有利条件，扩大多种形式的国际和地区科技合作与交流。”“鼓励科研院所、高等院校与海外研究开发机构建立联合实验室或研究开发中心。支持在双边、多边科技合作协议框架下，实施国际合作项目。”

糖化学与生物技术教育部重点实验室在发展过程中，一直都非常重视国际合作与交流，目前已和国外多家高校和科研院所有着密切的交流与合作，多名国外专家被聘请为实验室客座教授。例如，实验室已与日本国立产业综合技术研究所（AIST）医药糖科学研究中心强强联合，在“改良具备人体细胞蛋白质糖修饰能力酵母，建立有中国知产权的酵母医药糖蛋白生产体系”的研究项目开展合作，为构建一支国内一流、国际上有较大影响的科研团队而努力。此外，实验室还计划与世界著名的德国马克思—普朗克研究所建立交流与合作，吸收并运用先进的糖类自动合成技术，实现以糖生物技术为特色，生物工程上、中、下游的紧密结合，在资源、能源、环境、医药等国民经济诸多方面推进发展。

实验室在建设初期，大力引进高端人才团队，积极从日本、德国和美国引进四名具有多学科交叉背景的糖质科学与技术高端人才汇聚于此，集合各自专业优势，共同托举糖化学的研究高峰。他们长期在国外知名科研院所从事糖化学与糖生物学、细胞生物学、生物工程领域的研究工作，平均10年以上的海外研修经历，平均年龄小于40岁，具有创新性学术思想。他们的加入为吸收糖科学研究先进技术和信息，建立我国糖科研教育和技术开发平台，赶超世界先进水平提供了强有力的支撑，为实验室的可持续发展注入了活力。

同时学校以引进高层次人才为核心，组建学术团队，打造一支由国家级人才领衔、1至2名中青年学术带头人、2至3名中青年骨干教师和若干名青年教师组成的高水平学术梯队，形成优秀人才团队效应和资源凝聚优势，加快与国际接轨，并发展具有本土优势与特色的糖生物学，糖化学与糖工程新学科、新产业，推动学校相关学科群发展，构建糖工程前沿理论研究与技术开发创新平台，从而实现研究成果在工业应用方面的突破。

今后几年，实验室将努力打造成为在糖物质科学基础和应用的科技创新体系中的重要组成部分，开展国际科技合作的平台，聚集和培养高层次国际科技人才和开展国际学术交流的窗口。实验室将进一步加强开放课题和开放平台力度，共享研究成果，团队建设与人才引进有效整合。其运行与发展将为支撑全国生物技术、食品、农产品加工、预防医学等学科的发展作出重要贡献。

高晓冬，1965年生，教授，博导。1984年获选国费本科留学生，受教育部派遣赴日留学。1994年获日本东京大学农学研究科博士后，曾经担任过美国纽约州立大学助理教授和日本国立产业综合研究所（AIST）糖锁研究中心主任研究员，回国前是日本北海道大学博导副教授，2011年10月到江南大学工作。现任生物工程学院 糖化学与生物技术教育部重点实验室副主任，糖化学研究中心主任。

科学研究的中心领域是糖生物学，主要涉及生物化学，分子生物学，细胞生物学和微生物学等基础学科，主要以酵母细胞为模型，研究和探讨真核细胞蛋白质的N糖基化修饰。在相关糖基转移酶的克隆，生物学功能和结构解析等基础研究上一直有着系统性的学术贡献。目前针对多萜醇寡糖生物合成途径的分子调控机制以及N-糖基化工程技术在医药糖蛋白表达生产上的应用等课题展开研究。

尹健，1979年生，中共党员，2001年7月获南京师范大学学士学位，2005年7月获中国药科大学硕士学位，2009年2月获德国波茨坦大学自然科学博士学位，随后在德国马克思—普朗克胶体与界面研究所从事博士后研究工作，2012年回国入选中组部青年千人计划，现就职于江南大学糖化学与生物技术教育部重点实验室，被聘为教授、博士生导师。

在德国期间一直从事糖类物质的研究，博士期间发展了自由基方法制备糖类化合物的策略，博士后期间作为主要成员参与了欧盟重大项目，发展了糖类物质的全自动合成技术。研究兴趣包括: 糖类化合物的制备，糖类药物和疫苗的开发。

关锋，1978年生，教授，博士。2007年获中国农业大学微生物学专业博士，师从中国科学院院士李季伦教授。2007年至2011年在美国华盛顿大学微生物及病理系做博士后研究，师从国际著名糖生物学家，美国科学院院士箱守仙一郎教授。2011年9月任职于江南大学生物工程学院糖化学及生物技术教育部重点实验室。

现为中国微生物学会，中国生物工程学会会员，美国糖生物学会会员。糖生物工程专业委员会理事，农业生物技术学会微生物技术分会理事。国家自然科学基金评议专家成员。

目前主要以哺乳动物细胞为模型，研究糖脂、糖蛋白、糖基转移酶以及糖苷酶的分子调控机制，糖脂对细胞增殖、黏附和迁移的影响，糖脂抑制生长因子受体激活及信号通路的机制，糖基化修饰对蛋白功能的影响，糖脂和糖蛋白在疾病和癌症中的表达异常及生物学功能等。

中西秀树，1973年生，教授、博导。2001年获日本东京农工大学博士学位后，赴美留学深造，在纽约州立大学担任研究员。2006年返回日本，先后担任国立产业综合研究所（AIST）糖锁研究中心助理研究员和福岛县立医科大学助理教授。2011年7月全职到江南大学工作，现任江南大学糖化学与生物技术教育部重点实验室教授。

研究领域主要涉及分子生物学、酵母遗传学和细胞生物学。在真核细胞分泌途径的基本机制及酿酒酵母孢子形成机理研究方面，取得极大进展。目前主要以真核酵母孢子膜融合机理为模型，研究人体神经突触囊泡融合及神经递质的分泌调节机制与神经肉毒毒素的裂解机理，并对人类遗传性疾病有关的未知功能基因进行鉴定，研究开发新型药物及能够应用于医药和工业领域的新技术。同时，针对酵母孢子壁组成成分中壳聚糖的吸附特性，利用细胞生物学和分子遗传学的方法，研发污水治理等方面的新型应用技术。