微生物是生物化工过程的催化剂。构建高效的细胞工厂生产天然及非天然的化合物是工业生物技术最核心的环节。合成生物学是把细胞分解成不同的功能元器件，并运用工程学的原理将它们重新的组装和适配，搭建具有特定功能、可精确调控的细胞工厂。开发合成生物学的基本方法并将其运用到实际工业微生物的改造是本实验室的重要研究方向。

        我们致力于以下内容的研究：

一、特定功能元器件的挖掘和开发

    1）基于蛋白质的结构和功能进化信息，研究蛋白质进化规律，构建具有新功能的酶及调控蛋白；

     2）核糖体开关的设计与应用，挖掘和进化可响应特定小分子的核糖体开关，用于控制细胞的功能和高通量筛选。

二、微生物的系统代谢工程改造方法的开发

    1) 工业微生物的代谢网络重构和组学分析，从系统水平分析和设计微生物的优化代谢模型，利用基因工程改造微生物；
 
    2）非天然代谢途径的设计与优化方法，借鉴有机合成的方法构建非天然产物的代谢途径，利用合成生物学组装和优化代谢途径。

三、生产重要平台化合物的工业微生物构建

     1）氨基酸高产菌株的构建；

     2）C3-C6 二元醇、二元胺的高产菌株构建；

     3）3-羟基丙酸高产菌株构建；