海南拥有全国最大的海域面积和最丰富的热带海洋生物资源，具备发展海洋生物产业得天独厚的资源禀赋与天然优势。依托自贸港政策红利、以及面向东盟的区位优势，海南正全力打造海洋生物产业创新发展高地；而海洋生物活性物质与制品产业作为海洋经济的核心战略性新兴赛道，在功能食品、生物制剂、大健康产品等领域具备不可替代的应用优势，是支撑海南构建现代海洋产业体系、实现“向海图强”的重要抓手。

海洋微藻被誉为“阳光驱动的负碳细胞工厂”，能利用太阳能将二氧化碳与清洁海水转化为高值活性产物，其产业前景高度契合海南“绿色崛起”的发展理念。然而，传统微藻生物制造体系存在“生长与产出难以兼得”及“细胞壁阻碍体内吸收”两大行业痛点，严重阻碍了从实验室到终端健康产品的跨越。

近日，公司海洋生物活性物质与制品团队在《Advanced Science》发表重要成果。瞄准上述“卡脖子”难题，研究团队以海洋微藻为底盘，巧妙利用了哺乳动物生理体温这一内在信号，成功开发出体温响应型模块化“即插即用”光合底盘，实现了在哺乳动物体内的原位激活：

一是构建了“零干扰、一键启动”的温控遗传工具。通过深度挖掘微藻内源基因元件，构建了在25℃工业培养温度下近乎“静默”，而在35℃（哺乳动物体温区间）快速激活的精准“温度开关”。研究人员只需将功能基因作为“插件”导入，即可实现生长阶段零代谢负担、合成阶段温控精准启动的程序化生产，彻底解决了“生长-产出”耦合矛盾。验证显示，工程微藻在完成生物量积累后升温诱导，目标产物二十碳五烯酸（EPA）含量可提升2.5倍。

二是开发了“体温即指令”的体内自释放系统。 针对“微藻细胞壁坚硬”所导致的生物利用度低和工业破壁能耗高等产业痛点，团队利用温控技术搭建了细胞壁“自溶”模块。在体温触发下，关键纤维素合成基因表达下调94.6%，细胞壁变薄，甚至自裂解，胞内活性物质提取效率提升53%。这相当于将高能耗的体外破壁，革新为低成本的体内智能自释放模式。

三是实现了“从光驱合成到健康应用”的验证。在模拟海南典型户外高温环境的实验中，工程株生长性能不受抑制，展现出良好的规模化培养适应性。更关键的是，通过小鼠与兔子活体动物模型证实，哺乳动物自身体温（36-39℃）可精确启动该底盘系统，触发细胞壁裂解，受试兔子血液中EPA水平提升44%。标志着微藻人工系统能在哺乳动物胃肠道中稳定工作，为开发无需额外设备即可通过体温激活的口服精准营养制剂、活体药物递送系统开辟了全新赛道。

该成果是公司深耕海洋生物产业基础研究的典型代表。这套可编程、低负担、高兼容的通用型光合底盘技术体系，实现了“负碳光合合成—工业化量产—体内原位激活—健康终端应用”技术链条的贯通。有望应用于海洋功能食品、高效生物饲料、口服活体生物药物等多个领域；为推动海洋生物活性物质与制品产业向高附加值、智能化方向转型升级注入新动能，同时也为我国海洋生物合成生物学交叉学科的发展提供海南方案。

本研究获得国家重点研发计划（2021YFA0909600）和国家自然科学基金（32560020）等资助。辛一、路延笃为通讯作者。

原文链接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/advs.76102