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天然产物药物研发的新机遇

2019-05-17
天然产物药物研发的新机遇

第16届哥本哈根生物科学系列会议(16th Copenhagen Bioscience Conferences,CBC) 于2019年5月5日至9日在丹麦首都哥本哈根下属希勒勒市(Hillerød,Copenhagen)法夫霍姆校园(Favrholm Campus)隆重举办。本次会议的主题为“天然产物—发现,生物合成与应用”(Natural Products - Discovery, Biosynthesis and Application)。会议由诺和诺德基金会(Novo Nordisk Foundation, NNF)与丹麦科技大学(Technical University of Denmark, DTU)诺和诺德生物可持续发展中心(NNF Center for Biosustainability)联合主办。

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图片说明:会议场址法夫霍姆校园(Favrholm Campus


诺和诺德基金会成立于1922年,总部位于丹麦首都哥本哈根,90多年内在世界79个国家建立了分支机构,致力以先进的生物技术提高医疗水平,促进人类健康及社会可持续发展,2010年以来资助丹麦及北欧国家公共设施及医疗机构的研究经费总额超过200亿DKK(约合204亿人民币),尤其关注糖尿病的预防与治疗,成为世界糖尿病治疗领域先导。由NNF倡议成立的哥本哈根生命科学集群(Copenhagen Bioscience Cluster)旨在建立世界顶级生物医药、生物科技基础设施及研究中心,增进科学交流与协作创新。迄今CBC会议已经成功举办16届,以高规格高水平享誉世界。

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图片说明:诺维诺和基金会(左)、丹麦科技大学(中)、

哥本哈根生命科学集群(右)标识


基于天然产物的药物开发是我们现在临床药物的重要来源,尤其是抗生素,超过70% 来源于天然产物或者天然产物类似物。然后,在经历了上世纪60-70年代的黄金时期后,天然产物药物研发受制于技术,不论在投入上还是速度是都在不断下降,甚至有停滞不前的趋势。随着近年来合成生物学的迅猛发展,给天然产物药物研发带来了新的机遇。本次CBC会议受此启发,着力推动合成生物学背景下的天然产物药物开发进程。

本次大会由美国科学院工程院双料外籍院士,查尔姆斯理工大学教授Jens Nielsen担任主席,协同领域内著名专家学者,如美国科学院工程院双料外籍院士Sang Yup Lee 教授,美国工程院院士Jay Keasling教授、Lone Gram教授、Tomas Osenfeldt Larsen教授、以及Tilmann Weber教授等人共同承担组织及运行工作。本着小而精的理念,与会代表一共135位,其中女性参会者比例超过40%。大会特邀报告32场, 其中不乏业界重量级专家学者,比如来自美国密歇根大学(University of Michigan, United States)的David Sherman,美国斯坦福大学(Stanford University)的Christina Smolke,英国剑桥大学(University of Cambridge)的Peter Leadlay,德国图宾根大学(University of Tübingen)的Nadine Ziemert,德国莱布尼兹研究所(Leibniz Institute for Natural Product Research and Infection Biology)的Christian Hertweck,荷兰瓦格宁根大学(Wageningen University)大学的Marnix Medema,美国加州大学伯克利分校(University of California Berkeley)的Jay Keasling,韩国科学技术院(Korea Advanced Institute of Science and Technology)的Sang Yup Lee,丹麦科技大学的Tilmann Weber与Lone Gram,美国SCRIPPS研究所的Paul Jensen和Lena Gerwick,美国SCRIPPS研究所化学系副主任沈奔教授,美国加州大学洛杉矶分校(UCLA)的唐奕(Yi Tang)教授,以及来自我国华东理工大学的张立新教授(生物反应器工程国家重点实验室主任,国家杰出青年基金获得者、973首席科学家)。涵盖九大专题:1.酶与天然产物合成(Enzymes and natural product synthesis)、2. 基因组挖掘(Genome mining)、3.代谢通路重构(Pathway reconstruction)、4.放线菌来源天然产物(Natural products from actinomycetes)、5.植物次级代谢产物(Plant secondary metabolism)、6.真菌来源天然产物(Fungal natural products)、7.天然产物发现(Natural products discovery)、8.化学生物学(Chemical biology)、9.海洋来源天然产物(Marine natural products)。

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图片说明:张立新教授作大会特邀报告“Learning from Microbial Intelligence for Avermectins Overproduction”


作为本次国内唯一受邀参与该会议的特邀报告专家,张教授在放线菌来源天然产物(Natural products from actinomyces)专题进行了题为“Learning from Microbial Intelligence for Avermectins Overproduction”的大会报告,从中国南海放线菌资源分离筛选及菌株库、天然产物表达库构建,活性次级代谢产物的高通量筛选,基因文库和产品库构建,阿维菌素产生菌发现及高产株构建等方面,阐述了微生物药物的高效生物合成理论、方法与关键技术研究,开发了生物催化剂分子设计、途径重构和全局优化调控等系列核心技术,其中特别以阿维菌素工厂生产(需求量最大的生物杀虫剂,获得2015年诺贝尔医学奖)为研究对象,在沈寅初、李季伦院士等工作基础上取得国际先进水平的研究成果,获2016年国家科技进步二等奖。通过专利转化助力我国成为世界上阿维菌素的唯一生产国,高效节能减排、产业升级!他主持开发的产业化技术建成工业化生产线10余条,近五年累计新增销售40多亿元,高效低毒的阿维菌素全面替代了高毒化学农药,不仅在农业和畜牧业方面大大降低了虫害和虫病,还在非洲挽救了2亿河盲症患者,由此被选为阿维菌素产学研国际联盟首届共同主席,赢得了来自世界各国专家高度认可和广泛关注。一项由我国牵头组织的国际大科学计划在会上也得以充分交流和讨论。

美国SCRIPPS研究所化学系副主任沈奔教授在化学生物学(Chemical biology)专题做了题为“Natural products as inspiration for chemistry, biology and medicine”的大会报告,以具有抗肿瘤活性的烯二炔化合物和聚酮化合物Lenamycin为例,讲述了如何利用生物合成理念、微生物基因组数据,筛选、发掘更多烯二炔骨架结构或leinanycin家族的天然产物,对天然产物挖掘具有重要的启发意义。

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图片说明:张立新教授(左)、沈奔教授(中)、唐奕教授(右)在会场合影


美国加州大学洛杉矶分校(UCLA)的唐奕(Yi Tang)教授在真菌来源天然产物(Fungal natural products)专题做了题为“Discovering new enzymes from fungal natural product biosynthetic pathways”的报告,详细介绍了在研究真菌次级代谢产物Leporin B的生物合成过程中,发现并证实的一种S-腺苷甲硫氨酸(SAM)依赖的氧甲基转移酶同源蛋白LepI,具有催化周环反应中的杂Diels-Alder反应形成Leporin B中的二氢吡喃环的功能,同时该酶还能催化retro-Claisen重排实现Leporin B中两种终产物的结构互换,显示了极为新颖的催化机制。

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图片说明:斯坦福大学Christina Smolke(左)与密歇根大学David Sherman(右)

(引用自本会议官网http://cph-bioscience.com/en/galleries/cbc16


天然产物研究各个领域的著名国际专家学者欢聚一堂,就生物信息学分析、新颖酶挖掘、复杂天然产物生物合成途径解析、代谢通路重构、新型抗生素挖掘等热点研究方向做出了精彩纷呈的报告。同时,与会者们还通过海报展示的方式对各自的工作内容进行了详细介绍,增进了彼此的了解。目前就职于丹麦科技大学Lone Gram课题组进行博士后研究工作的张圣妲博士获得了本次大会颁发的Poster Prize,是六位获奖者中的一位。

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图片说明:三位荣获海报奖的博士后(最右为张圣妲博士)(左)海报获奖证书(右)


大会还决定特设天然产物专刊(special issue)由Biotechnology Journal和Synthetic and Systems Biotechnology Journal共同承办刊发,其中Synthetic and Systems Biotechnology Journal部分由来自丹麦科技大学的童垚俊博士担任编辑(guest editor)。由于本次大会受限于小而精的宗旨,参会专家人数相对较少,因而专刊稿源不限于参会人员,欢迎领域内专家学者踊跃贡献。

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图片说明:茶歇讨论(左)、热闹午餐(中)、豪华晚宴(右)

(引用自本会议官网http://cph-bioscience.com/en/galleries/cbc16


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图片说明:娱乐活动(左)、游船观光(中)、歌剧欣赏(右)

(引用自本会议官网http://cph-bioscience.com/en/galleries/cbc16


CBC系列会议的宗旨给了我们关于如何组织高水平学术会议很多启发:1、规模求精而不求大,参会为邀请加申请制,约150位参会者经组委会严格遴选而出,并承担所有费用。所呈现的效果就是特邀报告质量极高;2、会议日程充实自然,无任何商业营销活动。由于时间宽裕,所有报告均在主会场进行,使与会者可以充分享受每场报告的精彩内容。3、会议促进交流热情,日程安排上每个环节仅包含2~3个报告,各环节间穿插充分的茶歇讨论时间,使得合作洽谈、交流研讨如火如荼地进行。4、会议活动丰富多彩,不仅精心营造了轻松自然的午餐及晚宴氛围,并组织与会者进行城市观光游览及歌剧欣赏活动,疲劳得以一扫而空的同时也促进了交际的进行。欲进一步了解会议内容,请关注哥本哈根生命科学系列会议官方网址http://cph-bioscience.com/

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图片说明:哥本哈根城市风光