2026年6月10日，生命中心举办了2026年度第二次两校PI学术交流活动。活动由中心PI张迪主持，来自两校的60多位 PI参加了本次交流。

首先，生命中心PI刘玉乐作了题为“植物化学防御的遗传学基础与抗病基因设计”的学术报告。植物病害严重威胁全球粮食安全，而传统抗病基因普遍存在抗性谱窄、易被病原突破等问题，因此开发广谱、持久的抗病策略始终是植物科学领域的重要挑战。

图为生命中心PI刘玉乐作报告

刘玉乐首先介绍了团队在重塑植物NLR免疫受体研究方面取得的重要进展。NLR受体能够识别病原菌、病毒和卵菌等病原生物产生的效应蛋白，并迅速激活植物免疫反应。基于对NLR激活机制的深入研究，团队提出了一种全新的抗病基因设计策略：利用具有自激活特性的NLR受体，在其N端引入病毒蛋白酶特异识别序列，当病毒侵染植物细胞后，其编码的蛋白酶切除抑制片段，从而激活NLR受体并启动免疫反应。该策略使单一工程化NLR获得了对多种马铃薯Y病毒属病毒的广谱且完全抗性。由于大量病原（包括病毒、细菌、真菌、卵菌、线虫）依赖蛋白酶完成侵染，该策略具有广阔的应用前景。研究表明，仅通过改造单个NLR基因，即可在模式植物和重要农作物中实现广谱且高强度的抗病性。相关成果发表于《Nature》，为植物抗病育种提供了新的研究思路和技术路线。

随后，刘玉乐介绍了团队与北京大学雷晓光团队合作在植物化学防御领域取得的最新进展。植保素是植物抵御病原侵染的重要化学防御分子，但其生物合成与调控机制长期缺乏系统认识。德布尼醇（debneyol）是烟草等茄科植物特有的一类倍半萜植保素，其完整生物合成通路在近半个世纪中一直未被解析。研究团队通过整合多组学分析与生化研究，首次完整解析并重构了德布尼醇生物合成通路，鉴定出茄科植物特有的miR1919-MCD1调控模块，并揭示了MCD1通过组装多酶复合物精准调控代谢流分配的分子机制。进一步研究发现，MCD1过表达能够显著促进德布尼醇积累，并增强植物对真菌、病毒和细菌的广谱抗病能力。该成果于2026年5月在线发表于《Cell》，为创制广谱抗病作物以及利用合成生物学规模化生产天然抗病化合物提供了重要理论基础和技术支撑。

报告最后，刘玉乐对合作团队、实验室成员以及生命中心长期以来的支持表示感谢。在随后的交流环节，与会老师围绕抗病基因设计策略的应用前景、植保素介导的化学防御机制等问题展开了深入讨论。

生命中心PI雷晓光做了以“超越自然进化的生物合成”为题的报告。他首先给大家介绍了植物天然产物是药物开发的重要源泉，并以明星抗癌药物紫杉醇为例指出复杂天然产物获取所面临的一系列问题。不论是分离提取、半合成或者从头全合成均存在耗时耗力、产率低下、难以满足需求的限制。雷晓光指出，近年来生物制造、生物催化蓬勃发展，正在实现高效低碳生产，引领新质生产力发展。而如何挖掘自然界中新颖高效的天然酶和改造获得强大“生物催化剂”逐渐成为其团队想要解决的关键问题。随后，他以紫杉醇的生物合成通路研究为例，深入浅出的讲解了植物生合的研究范式，并以此解析了催化紫杉醇氧杂环丁烷骨架形成的关键反应酶，进一步实现了其关键合成前体巴卡亭III在烟草中的异源合成。借助类似策略，其团队也完成了另一个重要植物天然产物高三尖杉酯碱的生物合成通路的解析。

图为生命中心PI雷晓光作报告

但相对而言，更多临床药物分子往往是人工合成的非天然化合物，如何设计、利用和改造天然酶，使其兼容非天然底物，甚至实现非天然反应成为限制生物制造发展的另一个瓶颈。雷晓光进一步介绍了其团队另一个重要的方向：利用、改造天然酶进而创造出强大的生物催化剂。在利用天然酶层面，他以亚胺还原酶为例，介绍了该类酶在工业生产上的成功应用；而针对改造酶，他继续以Diels-Alder反应酶为出发点，阐述了如何通过定向进化使其兼容一系列非天然底物，进而改造出精准D-A反应的生物催化剂。最后，雷晓光幽默的从大多数人喝酒导致脸红的生活经历，为大家讲述如何重塑醛脱氢酶，进而创造出“新于自然”与“新于化学”的氧化酰胺化酶，实现一系列重要的含有酰胺类药物分子的合成路线重塑这一科学故事。

雷晓光在总结中表示，目前合成化学与生物催化已经进入了深度融合的时代，如何发现有价值的合成难题，并借助酶的挖掘与改造，创造出强大的生物催化剂以解决上述难题正逐渐成为新的研究和思考范式。

整个报告过程中，吴虹、白洋、陈雪梅、陈柱成、陈浩东、刘翔宇、李志远等与会老师对雷晓光的报告内容进行了深入的提问与交流。