微生物分子生理学与代谢工程研究组

组长:李 寅 博士、研究员

主要研究领域

  微生物及其代谢转化反应在维持地球物质循环和生命网络中起着关键作用。认识、理解、改造和利用微生物的代谢转化能力,对促进微生物在食品、医药、化工、材料和能源领域的应用,具有重要意义。本课题组致力于与微生物代谢转化相关的分子生理学与代谢工程研究,重点关注两个问题,一是如何将无机碳高效转化为有机碳;二是如何将有机碳高效转化为有用的物质。 

  围绕这两个问题,本课题组发明了基因组复制工程辅助连续进化(GREACE)等新技术新方法,创建了利用二氧化碳生产系列化学品的蓝藻工程菌株、基于合成微生物组的高效生物光伏系统、异养固碳大肠杆菌等多个合成生物固碳系统,创制了全染色体编辑的丁醇等化学品高产菌株,在二氧化碳的人工生物转化方向形成了特色。

研究队伍

课题组长:李 寅 博士、研究员
电话:010-64807485
传真:010-64807485
电子邮件:
yli#im.ac.cn
通讯地址:北京市朝阳区北辰西路1号院3号,
中国科学院微生物研究所
邮编:100101

学习经历

  1991-1995 无锡轻工大学,发酵工程专业,学士
  1995-2000 无锡轻工大学,发酵工程专业,博士

工作经历

  2000-2001   江南大学生物工程学院,讲师
  2001-2002   
荷兰瓦赫宁根食品科学中心,博士后
  2003-2004   江南大学生物工程学院,副教授
  2004-2006   
爱尔兰国立科克大学,研究员
  2006-至今    中国科学院微生物研究所研究员、博士生导师

  2007-2008          中国科学院微生物研究所能源与工业生物技术中心主任
  2013-2014          美国康奈尔大学生物与环境工程系,访问教授
  2013-2015          中国科学院微生物生理与代谢工程重点实验室主任

获奖情况

  2012年发展中国家科学院地区科技发展奖 
  2010SCOPUS优秀青年科学家奖 
  2010年发展中国家科学院Young Affiliate 
  2006年国家科技进步二等奖 
  2004年教育部提名国家科技进步二等奖 
  2003年中国石油与化学工业技术发明一等奖 
  2003年江苏省科技进步二等奖 
  2000年无锡市十大杰出青年

学术兼职

  2017至今        International Advisory Council Member, Global Bioeconomy Summit
  2015至今        Metabolic Engineering Summit, Co-chair
  2016至今        Founding Chair, TWAS Young Affiliate Network
  2014至今        Editor, Microbiology (UK)
  2014至今        Editorial Board Member, Microbial Cell Factories
  2013至今        Editorial Board Member, Industrial Biotechnology
  2012至今        Editorial Board Member, Food Bioscience
  2010至今        Editorial Board Member, Biotechnology Journal
  2007至今        《生物工程学报》副主编

工作人员 

  张延平,项目研究员,清华大学生物化工博士,中国科学院青年创新促进会成员,zhangyp#im.ac.cn 

  周杰,副研究员,北京大学生物化学与分子生物学博士,jiezhouw#im.ac.cn 

  蔡真,副研究员,清华大学生物化工博士,中国科学院青年创新促进会成员,caiz#im.ac.cn 

  朱泰承,副研究员,华东理工大学生物化工博士,zhutc#im.ac.cn 

  赵秋伟,工程师(在职博士生),沈阳农业大学食品科学硕士,zhaoqiuwei#im.ac.cn 

  柳国霞,助理研究员(兼工业室平台管理员),东北农业大学发酵工程专业博士,liuguoxia#im.ac.cn 

  罗丹丹,CAS-TWAS生物技术卓越中心项目主管,芬兰赫尔辛基大学健康管理硕士,luodd#im.ac.cn 

  张天瑞,助理研究员,天津科技大学发酵工程硕士,myparadise365#aliyun.com 

在读研究生 

  赵春华,博士生,jeil0901#163.com 

    伟,博士生,1007706966#qq.com 

    帆,博士生,fsailly#126.com 

    璐,博士生,sundyxiaolu#126.com 

  苗良田,博士生,miaoliangtian#yahoo.com 

  赵同心,博士生,txzhao2014#sina.com 

  朱华伟,博士生,zhuhuawei0901#163.com 

  张君丽,博士生,zhangjunli2178048#163.com 

  Jean Paul Sinumvayo,博士生,sinipaul2014#yahoo.fr 

  Fabien Nsanzabera,博士生,nsanzabera#gmail.com 

  王美羽,硕士生,wangmeiyu_jlu#163.com 

  方嘉煜,硕士生,shadow_7.14#qq.com 

  徐丽茹,硕士生,huy1865#126.com  

已毕业博士研究生 

  2018,蒙恒凯博士,mhk_1986#sina.com

  2018,Dr. Bankefa Emmanuel Olufemi, Federal University Oye-Ekiti, Nigeria, femibankefa#gmail.com

  2018,Dr. Fitsum Tigu Yifat, Addis Ababa University, Ethiopia, fitsumtigu#yahoo.com

  2016,张福良博士,碧迪医疗,13811649352#139.com

  2015,巩伏雨博士,北京吉因加科技有限公司,gongfuyu1987#126.com

  2014,鲍冠辉博士,美国Novogene,guanhuibao#gmail.com

  2014,陶文文博士,诺维信(中国)研发中心,tww1215322#126.com

  2014,栾国栋博士,中国科学院青岛生物能源与过程研究所,luangd#qibebt.ac.cn

  2013,戴宗杰博士,瑞典Chalmers理工大学博士后,zjdai#live.cn

  2012,朱 岩博士,澳大利亚Monash大学,riyeyan#gmail.com

  2012,朱林江博士,浙江工业大学生物工程学院,zhulinjiang2008#126.com

  2011,王少华博士,河南省疾病预防控制中心,wangshaohua2003#126.com

  2011,董红军博士,加州大学伯克利分校博士后,redarmy305#gmail.com

  2010,毛绍名博士,中南林业科技大学,msm526#163.com

已毕业硕士研究生 

  2017,翟晓云硕士,zhaixiaoyun163#163.com   

  2015,林  兆硕士,伯乐生命医学产品(上海)有限公司,linzhaofj#126.com  

  2014,邓思颖硕士,BD公司,dengsiyingsharon#sina.com  

  2013,杨列健硕士,四川省泸州市委办公室,jianly#sina.cn  

  2011,葛少林硕士,博奥生物集团有限公司转化医学研究院,shaolinge#capitalbio.com  

  2011,王润江硕士,默克化工技术(上海)有限公司,wangrunjiang#163.com   

  2010,解鹃硕士,国家科技风险开发事业中心,15701010628#163.com

 出站博士后

  2014,柳国霞博士,中国科学院微生物研究所,liuguoxia#im.ac.cn

  2014,李兴华博士,北京大北农科技集团股份有限公司,clarke1110#163.com

  2012,贾开志博士,湖北工业大学,kaizhijia1#163.com

  2011,朱泰承博士,中国科学院微生物研究所,zhutc#im.ac.cn

  2009,张艳禾博士,中国农科院哈尔滨兽医研究所,zhangyanhe#caas.cn

 课题组承担课题

  国家863计划主题项目,工业微生物基因组及分子改造,2012-2015

  国家863计划主题项目课题,工业酵母菌种的基因组全局扰动,2012-2015

  国家863计划课题,生物长链醇的微生物合成及系统集成技术,2011-2015

  国家863计划目标导向项目,丁醇生物制造关键技术,2006-2008

  国家863计划项目子课题,1,3-丙二醇高产菌的代谢工程研究,2006-2010

  国家863计划项目子课题,生物质液体燃料的高温生物炼制,2012-2015

  国家973计划项目子课题,信号分子对微生物胁迫抗性的调控,2007-2012

  国家973计划项目子课题,异丙醇细胞工厂的性能优化,2011-2015

  国家973计划项目子课题,光合蓝细菌细胞工厂改造,2011-2015

  国家自然科学基金面上项目,丙酮酸激酶PykA调控厌氧酵解速率的机理研究,2019-2022

  国家自然科学基金面上项目”,引入ATP和NADPH消耗能力以减弱光呼吸、提高光合固碳效率的新策略及其生理影响研究,2017-2020

  国家自然科学基金面上项目,丙酮丁醇发酵过程中菌体自溶现象的遗传学基础研究,2013-2016

  国家自然科学基金面上项目,氧化还原电位调控丙酮丁醇梭菌代谢的机制,2012-2015

  国家自然科学基金面上项目,蓝藻腺苷酸环化酶和磷酸二酯酶对环境中无机碳、氮的影响机制研究,2010-2012

  国家自然科学基金面上项目,谷胱甘肽合成能力在微生物适应非适宜生境中的生理作用,2009-2011

  国家自然科学基金青年项目,核酮糖-1,5-二磷酸羧化/加氧酶的分子改造,2012-2014

  国家自然科学基金青年项目,克雷伯氏菌氧化还原电位响应的分子机制,2010-2012

  国家自然科学基金青年项目,基于分泌转录因子工程和亚细胞蛋白质组学的毕赤酵母分泌途径改造,2011-2013

  北京市自然科学基金项目,1,2,4-丁三醇生产工程菌株的构建,2012-2014

  北京市自然科学基金项目,蓝藻代谢工程改造生产先进生物燃料丁醇,2010-2012

  中国科学院重点部署项目课题,光合固碳系统的改造与人工创建,2016-2018

  中国科学院知识创新工程装备研制项目,工业发酵体系氧化还原电势自动控制系统的开发,2009-2011

  中国科学院知识创新工程重大项目课题,高温乙醇菌系统生物技术改造,2008-2011

  中国科学院知识创新工程重要方向项目,聚合级手性乳酸生物制造的关键技术,2006-2009

  荷兰帝斯曼公司委托项目,生物基化学品,2009-2011

  英国壳牌公司委托项目,先进生物燃料,2009-2011

  瑞士雀巢公司委托项目,益生菌性能研究,2011-2012

  浙江新和成股份有限公司委托项目,工业改造,2015-2017

 

主要论著

1 

Gong F, Li Y*. Fixing carbon, unnaturally. Science, 2016, 354(6314): 830-831. 

2 

Zhou J, Li Y*. SNPs deciding the rapid growth of cyanobacteria are alterable. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2019, doi:10.1073/pnas.1900210116. 

3 

Zhang Y, Li Y*. Engineering the antioxidative properties of lactic acid bacteria for improving its robustness. Curr. Opin. Biotechnol., 2013, 24(2): 142-147. 

4 

Zhu L, Zhu Y, Zhang Y, Li Y*. Engineering the robustness of industrial microbes through synthetic biology. Trends Microbiol., 2012, 20(2): 94-101. 

5 

Zhang Y, Zhu Y, Zhu Y, Li Y*. The importance of engineering physiological functionality into microbes. Trends Biotechnol., 2009, 27(12): 664-672.  

6 

Hu G#, Zhou J#, Chen X, Qian Y, Gao C, Guo L, Xu P, Chen W, Chen J, Li Y, Liu L*. Engineering synergetic CO2-fixing pathways for malate production. Metab. Eng., 2018, 47:496-504. 

7 

Zhou J, Zhang F-L, Meng H-K, Zhang Y, Li Y*. Introducing extra NADPH consumption ability significantly increases the photosynthetic efficiency and biomass production of cyanobacteria. Metab. Eng., 2016, 38:217-227. 

8 

Zhou J, Zhang H, Zhang Y, Li Y*, Ma Y. Designing and creating a modularized synthetic pathway in cyanobacterium Synechocystis enables production of acetone from carbon dioxide. Metab. Eng., 2012, 14(4): 394-400. 

9 

Dong H, Zhao C, Zhang T, Zhu H, Lin Z, Tao W, Zhang Y, Li Y*. A systematically chromosomally engineered Escherichia coli efficiently produces butanol. Metab. Eng., 2017, 44(2): 284-292 

10 

Dong H#, Tao W#, Zhang Y, Li Y*. Development of an anhydrotetracycline- inducible gene expression system for solvent-producing Clostridium acetobutylicum: A useful tool for strain engineering. Metab. Eng., 2012, 14(1): 59-67.  

11 

Zhu L, Dong H, Zhang Y*, Li Y*. Engineering the robustness of Clostridium acetobutylicum by introducing glutathione biosynthetic capability. Metab. Eng., 2011, 13(4): 426-434. 

12 

Zhang Y, Huang Z, Du C, Li Y*, Cao Z*. Introduction of an NADH regeneration system into Klebsiella oxytoca leads to an enhanced oxidative and reductive metabolism of glycerol. Metab. Eng., 2009, 11(2): 101-106 

13 

Zhang Y, Li Y, Du C, Liu M, Cao Z*. Inactivation of aldehyde dehydrogenase: a key factor for engineering 1,3-propanediol production by Klebsiella pneumoniae. Metab. Eng., 2006, 8(6): 578-586. 

14 

Fu R-Y, Bongers BS, van Swam II, Chen J, Molenaar D, Kleerebezem M, Hugenholtz J, Li Y*. Introducing glutathione biosynthetic capability into Lactococcus lactis subsp. cremoris NZ9000 improves the oxidative-stress resistance of the host. Metab. Eng., 2006, 8(6): 662-671. 

15 

Gong F, Liu G, Zhai X, Zhou J, Cai Z*, Li Y*. Quantitative analysis of an engineered CO2-fixing Escherichia coli reveals great potential of heterotrophic CO2 fixation. Biotechnol. Biofuels, 2015, 8: 86.  

16 

Luan G, Cai Z*, Li Y*, Ma Y. Genome replication engineering assisted continuous evolution (GREACE) to improve microbial tolerance for biofuels production. Biotechnol. Biofuels, 2013, 6: 137. 

17 

Dai Z, Dong H, Zhu Y, Zhang Y, Li Y*, Ma Y. Introducing a single secondary alcohol dehydrogenase into butanol-tolerant Clostridium acetobutylicum Rh8 switches ABE fermentation to high level IBE fermentation. Biotechnol. Biofuels, 2012, 5: 44. 

18 

Zhao C, Lin Z, Dong H*, Zhang Y, Li Y*. Reexamination of the physiological role of PykA in Escherichia coli revealed that it negatively regulates the intracellular ATP levels under anaerobic conditions. Appl. Environ. Microbiol., 2017, 83(11): e00316-17 

19 

Zhu Y#, Li D#, Bao G, Wang S, Mao S, Song J, Li Y, Zhang Y*. Metabolic changes of Klebsiella oxytoca in response to low oxidoreduction potential revealed by comparative proteomic profiling integrated with flux balance analysis. Appl. Environ. Microbiol., 2014, 80(9): 2833-2841. 

20 

Ge S, Zhu T*, Li Y. Expressing bacterial GshF in Pichia pastoris for glutathione production. Appl. Environ. Microbiol., 2012, 78(15): 5435-5439. 

21 

Wang S, Zhang Y, Dong H, Mao S, Zhu Y, Wang R, Luan G, Li Y*. Formic acid triggers the “acid crash” of acetone-butanol-ethanol fermentation of Clostridium acetobutylicum. Appl. Environ. Microbiol., 2011, 77(5): 1674-1680.  

22 

Du C, Zhang Y, Li Y, Cao Z*. A novel redox-potential-based screening strategy for rapid isolation of Klebsiella pneumoniae mutants with enhanced 1,3-propanediol producing capability. Appl. Environ. Microbiol., 2007, 73(14): 4515-4521 

23 

Zhang Y#, Zhang Y#, Zhu Y, Mao S, Li Y*. Proteomic analyses to reveal the protective role of glutathione in stress resistance of Lactococcus lactis. Appl. Environ. Microbiol., 2010, 76(10): 3177-3186. (cover article) 

24 

Zhang J, Du GC, Zhang Y, Liao XY, Wang M, Li Y*, Chen J*. Glutathione protects Lactobacillus sanfranciscensis against freeze-thawing, freeze-drying, and cold treatment. Appl. Environ. Microbiol., 2010, 76(9): 2989-2996. 

25 

Zhang J, Fu R-Y, Hugenholtz J, Li Y*, Chen J*. Glutathione protects Lactococcus lactis against acid stress. Appl. Environ. Microbiol., 2007, 73(16): 5268-5275.  

26 

Fu R-Y, Chen J, Li Y*. Heterologous production of transglutaminase in Lactococcus lactis significantly enhances the growth performance of the host. Appl. Environ. Microbiol., 2005, 71(12): 8911-8919. 

27 

Li Y, Hugenholtz J, Abee J, Molenaar D*. Glutathione protects Lactococcus lactis against oxidative stress. Appl. Environ. Microbiol., 2003, 69(10): 5739-5745. 

28 

Li Y, Canchaya C, Fang F, Raftis E, Ryan KA, van Pijkeren J-P, van Sinderen D, O’Toole PW*. Distribution of megaplasmids in Lactobacillus salivarius and other lactobacilli. J. Bacteriol., 2007, 189(17): 6128-6139. 

29 

Corr SC, Li Y, Riedel CU, O’Toole PW, Hill C*, Gahan CGM. Bacteriocin production as a mechanism for the anti-infective activity of Lactobacillus salivarius UCC118. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A., 2007, 104(18): 7617-7621. (cover article) 

30 

Claesson MJ#, Li Y#, Leahy S, Canchaya C, van Pijkeren JP, Cerde?o-Tárragad AM, Parkhill J, Flynn S, Collins JK, Higgins D, Shanahan F, Fitzgerald GF, van Sinderen D, O'Toole PW*. Multi-replicon genome architecture of Lactobacillus salivarius. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A., 2006, 103(17): 6718-6723. (cover article) 

授权专利

1

董红军,赵春华,张延平,李寅.一种提高大肠杆菌生产丁醇的方法.201610035150.5 

2 

赵春华,董红军,张延平,李寅.一种丁酸产量低且丁醇产量高的工程菌及其构建方法与应用.201610034891.1 

3 董红军,赵春华,林兆,张延平,李寅.一种构建高产丁醇菌株的方法与应用.201510924308.x

4 

董红军,戴宗杰,张延平,李寅.一种稳定联产异丙醇和丁醇的工程菌及其构建方法与应用.201110084263.1 

5 

张延平,戴宗杰,董红军,李寅.一种联产丁醇,异丙醇及乙醇的重组菌及其应用.201110050004.7 

6 

董红军,张延平,李寅.一种使产丁醇梭菌易于遗传操作的方法及其易于遗传操作的突变体.200910241532.3 

7 

董红军,张延平,李寅.重组丙酮丁醇梭菌及其构建方法与应用.200810239560.7 

8 

张延平,王少华,刘伟,李寅.自动调控氧化还原电位的装置.201020667985.0 

9 

蔡真,栾国栋,李寅.改造微生物获得改进表性的方法.201110219440.2 

10 

李寅,朱泰承,游丽金.表达谷氨酰胺转氨酶的重组菌及其应用.200910091763.0 

11 

朱泰承,孙红兵,李鹏飞,李寅,邓启华,沈建国,陆英,林智平,贾凤超。一种高效分泌表达纳豆激酶的重组菌.201410109952.7 

12 

马延和,朱泰承,孙红兵,李鹏飞,薛燕芬,李寅.一种组成型表达碱性b-甘露聚糖酶的重组菌.201310120494.2 

13 

马延和,朱泰承,游丽金,李寅,薛燕芬.一种制备b-甘露聚糖酶的方法及专用菌株.201010297135.0 

14 

张延平,张博,张海峰,孙红兵,李寅,马延和.一种酿酒酵母工程菌及其在生产乙醇中的应用.201210180994.0 

15 

蔡真,张君丽,邓思颖,李寅.一种高L-天冬氨酸a羧化酶活性的工程菌及其在生产b-丙氨酸中的应用.201310534782.2 

16 

张延平,杨帆,孙雷,李兴华,朱泰承,李寅1,2,4-丁三醇相关蛋白在生物法制备1,2,4-丁三醇中的应用.201410524271.7 

17 

蔡真,李兴华,张延平,李寅.1,2,4-丁三醇的生物合成方法.201210457975.8 

18 

周杰,张福良,蒙恒凯,李寅.一种蓝藻细胞破碎新方法及装置.201410138661.0 

19 

周杰,张海峰,李寅.一种产乳酸的重组蓝藻及其制备方法与应用.201110378378.1 

20 

周杰,张海峰,张延平,李寅.一种利用蓝藻将CO2生物转化为异丙醇的技术。201110038190.2