惊奇化工：实验室探秘，是由化工系学生科协出品的系列推送和访谈交流活动，旨在帮助学生走进和了解化工系各大实验室，为同学们提供科研、SRT、乃至未来选择和人生规划等方面的指导与参考
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卢元老师简介
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卢元老师
教育和工作经历
2000~2004.清华大学化学工程系本科
2004~2009.清华大学化学工程系博士
2009~2010.美国约翰霍普金斯大学博士后
2010~2014.美国斯坦福大学博士后
2014~2016.日本东京大学特任研究员
2016~2019.清华大学化学工程系PI/助理教授
2019~2023.清华大学化学工程系PI/准聘副教授
2023~至今.清华大学化学工程系PI/长聘副教授
从事研究领域
人工生命；集群智能；合成生物学；分子智造；神经传感
联系方式
yuanlu@tsinghua.edu.cn
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实验室简介
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工业生物催化教育部重点实验室2012年获批建设，2015年6月通过验收并正式运行。实验室总体定位是：服务国家需求，突破产业瓶颈，引领学科发展，培育一流人才；发挥清华大学的多学科优势，围绕工业生物技术产业的核心需求和技术难点开展原创性工作，并努力推进成果示范应用；为我国生物技术产业和"一带一路"倡议提供技术和人才支持。
实验室依托清华大学生物化工学科（全国重点学科）建设，该学科涌现出以欧阳平凯、谭天伟、孙宝国院士等为代表的我国生物化工及生物技术领域杰出学者。
近5年来，实验室在基因组化学再造、数据驱动微生物细胞工厂构建、纳米酶催化剂等方面取得原创性基础研究成果；独创高通量微生物育种技术与装备，为我国发酵行业提升菌种选育能力、参与国际产业竞争提供了关键技术支撑；在国际上率先提出“下一代工业生物技术”的学术思想并完成工业示范；1,3-丙二醇和丙烯酰胺生产工艺创新为企业带来扎实效益。
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课题组简介
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课题组研究方向
课题组研究的中心模式：向极综合交叉发力，智能操纵不同层次的原子、分子、复杂网络和界面融合，不断突破人类认知边界，引发技术创新的链式变革。
课题组研究的主要焦点：瞄准未来科技制高点，发展世界最前沿的技术，突破自然生命限制，加速人类健康、物质制造、能源动力、信息技术、环境保护等领域科技创新，培育发展新兴和未来产业。
“我们正在努力推动健康、材料和信息等领域的快速革命，以突破人类认知的界限。”
课题组成员
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生物化工
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生物化工：谱写人类自身未来的蓝图
20年以后，很多现在难以解决的问题可能那时能够得到解决，而最复杂的也许会是人类自身的问题：健康、寿命长短、智力……它们所具有的分子生物学基础意味着它们可以被人为调控。
“而对分子的调控是化学工程相当重要研究内容，也就是说在未来，人类能够更多地利用化工手段调控生命的过程、解决人类自身的问题，如延长寿命、增强记忆。生物化工处于化学工程与人类健康的交叉点，有许多有意思的内容待去大家探索。”
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无细胞合成生物学
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无细胞合成生物学，也称为体外合成生物学、溶液生物化学等。核心概念是在体外无细胞的系统中实现转录、翻译、催化、代谢和信号转导等生命过程。旨在打破活细胞生长和细胞膜屏障等生命系统限制，在开放系统中实现复制、设计和编辑生命。由于其易于与其他技术或学科整合，无细胞合成生物学正在发展成为理解、开发和扩展自然生命系统结构和功能的强大而有效的手段。无细胞合成技术已被用于代谢原型设计、人工细胞构建、核酸工程、蛋白质工程等基础和应用研究。
2024年诺贝尔奖的宣布再次将人工智能在生物学领域的应用推向了另一个高潮。人工智能工具可以加速生物分子的设计，但设计后需要解决两个重要挑战：如何通过实验合成它们，以及如何快速筛选如此大的样本量。在此背景下，无细胞合成生物学将利用其独特而显著的优势来解决合成和筛选的双重问题。随着新能源、材料科学、生物电子学、神经科学、碳中和等重要领域的发展和需求，无细胞合成生物学也将发挥其无与伦比的优势和作用。
在这一研究领域中，卢元老师课题组发展了无细胞转录和翻译技术，将其用于新型结构的核酸合成、复杂天然蛋白质合成、非天然蛋白质合成、自定义生物材料合成、人工光合作用、便携生物传感等，实现其在医药健康、生物智造、环境可持续发展等重大应用。
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访谈招募
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看了这么多，你是否对探索未知感到好奇，想亲自走进实验室，揭开前沿科技的神秘面纱？
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供稿 | 化工系学生科协
审核 | 卢元 鲁广舒 段成业
清华大学化学工程系
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来稿与建议请联系：
化学工程系学生会宣传部
xuanchuan@thucesu.com
