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SMART Symposium丨从深圳出发,重写遗传密码:一场贯通基础与转化的全球对话
2026-09-28 65

2026年9月21日至23日,由深圳医学科学院(SMART)主办的 SMART Symposium on The Expanding Genetic Code and Beyond 及 GCE 工作坊先后在深圳举行。其中,研讨会于21日至22日在光明云谷国际会议中心举行。本次会议由北京大学及深圳湾实验室陈鹏、深圳湾实验室葛韵、浙江大学林世贤、北京大学刘涛、中国科学院深圳先进技术研究院罗小舟与美国俄勒冈州立大学 Ryan Mehl 共同组织。

会议围绕遗传密码拓展、蛋白质进化、核酸编辑与合成生物学等前沿方向展开,重点讨论非天然氨基酸的精准编码、新型翻译系统与人工酶设计,以及相关技术在生物制造、疾病研究和精准治疗中的应用。来自海内外高校与科研机构的专家学者通过3场主旨报告、4个专题单元、海报交流与圆桌讨论,系统呈现了从基础方法创新到产业转化的最新进展。

9月21日上午,陈鹏在开幕致辞中欢迎与会嘉宾,并期待会议促进遗传密码拓展及相关领域的跨学科交流与合作。随后,大会播放了斯克里普斯研究所 Peter Schultz 的预录视频。他在视频中介绍了通过连续进化提高非天然氨基酸掺入效率的工作,指出该方法已可在单个蛋白中引入多个非天然氨基酸,并为减少掺入效率偏倚的蛋白筛选创造条件。同时,他预祝本次会议圆满成功,并祝大家度过一段精彩纷呈且收获丰硕的会议时光。

加州大学旧金山分校 William DeGrado 长期致力于从头设计药物、肽与蛋白质,以回答重要的生物学和机制问题。William DeGrado 在报告中介绍了可识别小分子的从头设计蛋白及高效人工酶的最新进展,并讨论了如何结合蛋白结构、序列设计与定向进化,改进荧光染料识别和催化功能。

首日上午的第一专题聚焦遗传密码拓展与蛋白功能创新。加拿大曼尼托巴大学 Nediljko Budisa 从正交氨酰 tRNA 合成酶与 tRNA 的效率、密码子选择、非天然氨基酸在细胞内的供给及基因组整合等环节出发,讨论体内翻译非天然氨基酸的主要瓶颈,并强调翻译体系与宿主细胞环境需要协同优化。北京大学刘涛围绕在 tRNA 上直接生成新型氨基酸的间接合成途径、一氧化氮响应型蛋白工具和环境敏感荧光非天然氨基酸,介绍了遗传密码拓展在蛋白功能调控与生物传感中的探索。瑞士苏黎世联邦理工学院 Kathrin Lang 介绍利用工程化肽转运系统将非天然氨基酸前体送入细胞,再由细胞内肽酶释放目标氨基酸,为改善部分非天然氨基酸的摄取与掺入提供了新路径。浙江大学林世贤介绍了以哺乳动物稀有密码子为位点的重编码策略,并将其用于多种功能性氨基酸及翻译后修饰相关基团的定点编码。美国俄勒冈州立大学 Ryan Mehl 介绍了 GCE4All 平台共享和优化遗传密码拓展工具的工作,并展示其在蛋白研究中的应用。

午间交流后,大会进入人工蛋白与人工酶设计专题。

中国科学技术大学刘海燕介绍了可根据小分子、肽或蛋白靶标生成蛋白骨架的 SCUBA-T 模型,并以配体响应型蛋白开关展示其多场景设计能力。中国科学院生物物理研究所王江云分享了可遗传编码的光敏蛋白与非天然氨基酸光触发器,推动微型光催化酶设计和反应过程的时间分辨结构研究。荷兰格罗宁根大学 Gerard Roelfes 介绍了以 LmrR 转录调控蛋白为骨架、在催化位点引入非天然氨基酸的人工酶体系,用于催化自然界中缺乏对应酶的化学反应。西湖大学卢培龙展示了面向天然 L 蛋白靶点的镜像 D 蛋白结合体从头设计,实现纳摩尔级亲和力、高对映选择性以及优异的稳定性和抗蛋白酶能力。澳大利亚国立大学 Thomas Huber 介绍了将高亮度荧光基团定点编码进蛋白质的方法,并展示其在细胞追踪与成像中的应用。华中科技大学吴钰周通过遗传编码光敏基团构建兼具光催化效率和酶立体选择性的人工光酶,并将细胞转化为合成非天然手性分子的全细胞光催化工厂。

首日下午的海报交流为青年科研人员提供了展示与讨论研究成果的平台,与会学者围绕方法优化、工具共享和应用拓展进行了深入交流。

9月22日上午,大会以第二场主旨报告开启第二天的议程。

牛津大学和 Ellison Institute of Technology 的 Jason Chin 是遗传密码重编程与合成基因组研究的重要推动者,持续拓展细胞翻译系统可处理的化学空间。Jason Chin 介绍了新型核糖体、正交氨酰 tRNA 合成酶和 tRNA 配对体系及全合成基因组,展示如何改写遗传密码以编码非天然生物聚合物和新型材料与药物。

上午专题聚焦哺乳动物翻译重编程、活体进化与智能治疗。美国波士顿学院 Abhishek Chatterjee 介绍了将翻译活性与哺乳动物病毒复制相耦联的定向进化策略,用于获得高效无义和移码抑制 tRNA,并拓展多种非天然单体掺入及无义突变治疗。华东师范大学叶海峰分享了化学遗传学、光遗传学和声遗传学控制系统,以精准调节基因表达、蛋白翻译、分泌与降解,并据此开发面向代谢疾病和肿瘤的智能活体治疗。加州大学尔湾分校刘畅介绍了正交 DNA 复制系统 OrthoRep 在活细胞内持续快速进化生物分子的能力,并展示其在氨酰 tRNA 合成酶和非天然氨基酸合成酶进化中的应用。南京中医药大学王南溪以拟南芥和红豆杉为模型解析药用植物蛋白苯甲酰化图谱,揭示其与植物生长发育及活性成分积累的联系。美国芝加哥大学 Bryan Dickinson 介绍了将分子识别与噬菌体复制耦联的 PANCS 活体进化平台,用于高通量发现高亲和力微型蛋白结合体、训练机器学习模型并筛选具有新型协同性的肽类分子胶。北京大学及深圳湾实验室陈鹏提出 RNA 密码子拓展策略,利用含假尿苷的新型密码子和工程化解码 tRNA,在不扰动天然遗传密码的前提下于哺乳动物细胞中定点编码非天然氨基酸。深圳湾实验室葛韵研究员围绕靶向蛋白糖基化调控,介绍了利用基于蛋白质的化学生物学工具对目标蛋白糖基化进行精准写入、擦除与功能研究,为解析糖基化修饰的生理作用及拓展诊疗应用提供新思路。

午间休会后,大会进入第三场主旨报告及最后一个专题单元。

加州大学伯克利分校 Jay Keasling 长期推动以代谢工程和合成生物学实现药物、化学品与燃料的可持续制造。Jay Keasling 以模块化聚酮合酶为核心,介绍了定制合成二醇、氨基醇、尼龙单体和可循环塑料单体等化合物的进展,并展示 ClusterCAD、ProteinMPNN 与机器人组合装配平台如何加速聚酮合酶工程。

中国农业科学院深圳农业基因组研究所戴俊彪利用机器学习迭代优化酵母释放因子 eRF1,获得可特异解除 TAG 识别而尽量保留 TAA 和 TGA 终止功能的变体,并解析其变构机制。美国斯克里普斯研究所 Ahmed Badran 通过改造 tRNA、mRNA 与核糖体并结合定向进化,提升多重遗传密码拓展效率,以生物合成具有新化学组成和功能的蛋白质与多肽。中国科学院深圳先进技术研究院罗小舟展示了覆盖设计、自动化构建、智能发酵与下游处理的 AI 生物制造平台,并提出从辅助工具到自主发现的五级发展路径。美国宾夕法尼亚大学高雪介绍了更高精度与多重编辑能力的下一代 CRISPR 系统,以及其在精准治疗、真菌天然产物发现和超灵敏病毒检测中的应用。清华大学谢肖介绍了可遗传编码的多功能光交联工具和凝聚体增强光交联策略 DenseMAP,用于在复杂生物环境中捕获瞬时蛋白互作并解析亚细胞生物分子凝聚体的互作组。

学术报告结束后,林世贤主持圆桌讨论。EMBO Press EMBO Molecular Medicine、Molecular Systems Biology 高级编辑侯婧逸、Vita 编辑部主任姜姝姝、参与“浪淘沙”预印本平台建设的深圳医学科学院刘玥以及 Nature Chemical Biology 高级编辑宋宜云参与讨论,从研究者、科研机构与学术出版等不同视角交流前沿成果的评价、传播与跨界协作。

闭幕环节,陈鹏宣布海报评选结果并致闭幕辞,向报告嘉宾、参会代表及会务团队表示感谢。本次会议以遗传密码拓展为主线,将翻译系统工程、蛋白质设计、人工酶、合成基因组、活体治疗与生物制造等方向贯通起来,为不同研究领域之间的相互理解与合作提供了高水平交流平台。

作为研讨会的后续活动,遗传密码拓展工作坊于9月22日晚至23日在深圳光明卫光生命科学园举行。工作坊围绕非天然氨基酸的定点掺入、蛋白光交联、生物正交标记和质谱分析,将大会交流的研究方法延伸到实验操作与数据解读。参会者中,超过30%来自美国、日本、瑞士、荷兰、丹麦和捷克等国家。

9月22日晚,清华大学谢肖介绍遗传编码光交联技术;中科院计算所 pFind 团队的毛鹏志讲解光交联产物的质谱鉴定;深圳医学科学院刘玥介绍 SMART 项目。9月23日,参会者在重庆大学张功、中科院计算所 pFind 团队的毛鹏志、深圳湾实验室裴苗和北京大学季子钦的指导下,开展非天然氨基酸掺入、蛋白光交联、铜催化 Click 反应及后续质谱分析等实践。工作坊于23日在谢肖的主持下圆满收官。来自不同研究背景的参与者围绕实验设计、结果解读与研究思路展开深入交流,在跨学科讨论与经验分享中相互启发、拓展思路。