马富强,博士,中国科学院苏州医工所研究员,中国科学院生物医学检验技术重点实验室副主任,苏州医工所医药酶工程组课题组长。十多年来专注从事酶工程研究,针对酶分子改造长期存在的筛选通量不足、效率低下等问题,率先在国内建立了世界先进的基于液滴微流控的荧光激活微液滴筛选(FADS)技术,并与产业公司开发出商品化FADS设备——DREMcell筛选仪,相比于传统的微孔板筛选技术,筛选速度提升了1000倍以上,大大提升了酶分子改造的效率;系统建立了针对不同类型酶的荧光偶联策略,将FADS的应用范围扩展到几乎所有六大类的酶;利用自主建立的FADS技术,实现了多种医药核心酶的高效进化,大大提升了核心酶在稳定性、催化活性、立体选择性、链置换活性等方面的性能,自主创制的核心酶突变体在分子诊断、绿色生物合成、绿色生物降解、合成生物学等场景获得了广泛应用。
近年来代表性成果包括:
(1)率先在国内建立了先进的双通道荧光激活微液滴(FADS)筛选技术,筛选速度相比于常规的微孔板筛选方法提升了1000倍以上,并与天木生物合作开发出了商品化FADS设备——DREMcell筛选仪,目前实验室拥有多台FADS设备,用于不同酶类的分子改造;
(2)发明了荧光液滴捕获(Fluorescence droplet entrapment,FDE)酶底物设计策略,系统建立了针对不同类型酶的荧光偶联策略,将FADS的应用范围扩展到几乎所有六大类的酶,并成功实现了多种重要酶类的分子改造;
(3)率先建立了针对转氨酶等手性分子合成酶的FADS超高通量筛选体系,并成功对转氨酶进行了分子改造,从无到有进化出了对多种手性胺药物中间体的活性;
(4)依托自主研发的分子诊断核心酶——Bst DNA聚合酶,开发出配套的高灵敏常温试剂、及配套设备,形成了样本进-成果出的分子POCT全自动一体化解决方案,在重症监护、眼科病原体快检领域获得临床专家的高度认可,目前正在开展产业化。近年来在Nature Communications、Biotechnology Advances、ACS Catalysis等国际顶级期刊发表论文30多篇,申请发明专利30余项。主持国家重点研发计划、国家自然科学基金青年及面上、中国科学院国际合作项目、江苏省自然基金等国家级、省部级项目20余项,累计获得经费支持4000余万元。先后获得中国科学院“青年创新促进会”会员、江苏省“双创人才”计划、江苏省“双创博士”等人才称号。
1.基于AI人工智能和FADS超高通量筛选的酶/功能蛋白分子挖掘与改造
2.分子POCT/分子诊断核心酶(DNA聚合酶、逆转录酶、等温扩增酶、测序酶等)的创制及应用
3.绿色生物降解核心酶(农药、污水、化学武器降解酶等)创制及应用
4.绿色生物制造核心酶(转氨酶、醇脱氢酶、P450酶等)的创制及应用
5.合成生物学核心酶(活性天然产物、高价值医美原料、功能性保健原料、维生素、稀有氨基酸等合成酶)创制及应用
6.太空生物技术(太空生物制造、太空维生系统等)
1.国家自然科学基金面上项目,ω-转氨酶双底物识别关键位点鉴定及双底物共进化分子机制研究32471321,2025.1-2028.12,50万,项目负责人。
2.高稳定等温扩增核心酶及高灵敏配套试剂开发及应用示范(国家重点研发计划2022YFF0710101)2022.11-2026.10,384万/2900万,课题负责人。
3.科技部绿色生物制造,离子酶-细胞耦合转化CO2制备脂肪酸,90万/300万,2022.1.1-2024.12.31, 2021YFC2104200,子课题负责人
4.面向分子POCT应用的Bst DNA聚合酶稳定性研究,山东省实验室项目,项目负责人,2023.1-2025.12,1488万,立项编号SYS202209
5.医药酶工程平台的建立及应用,605.6万元,中国科学院苏州医工所专项科研项目,2019.1.1-2021.12.31,项目编码:Y951100001, 项目负责人
6.快速分子POCT关键酶及高性能配套试剂的研制,江苏省重点研发计划社会发展项目(BE2023722),负责人,2023.1-2025.12,100万元。
7.苏州市基础科研试点项目,基于超高通量筛选的Phi29 DNA聚合酶光稳定性分子改造及其提升三代纳米孔测序读长的研究,项目负责人,2025.1-2027.12,50万,
8.中国科学院青促会会员,高效酶分子改造新技术的研究及应用,批准编号2022327;2022.1-2025.12,80万元,项目负责人
9.中国科学院-伊朗科技副总统办公室合作研究项目:基于RT-PCR和RT-LAMP原理的新冠病毒Covid-2019分子诊断试剂盒的研发。2021-01-01至2023-12-31,项目负责人,中方75万元。项目编号:154232KYSB20200029
10.国家青年科学基金项目,基于单细胞超高通量筛选的转氨酶B3-TA分子改造,项目批准号:31900911,2020-01-01至2022-12-31 , 25万元,负责人。
11.江苏省基础研究计划(自然科学基金)--青年基金项目,转氨酶B3-TA的高效定向进化提升对左旋西替利嗪中间体的催化效率,BK20190196, 2019-07-01至2022-06-30 , 40万元。负责人。
12.2021年江苏省双创人才项目,优质分子诊断核心原料酶的高效创制,100万,2022.1.1-2024.12.31,资助编号:JSJCRC2021548,负责人
近5年代表性论著(限5项):
1.Xiao Li#, Qiongwei Tang#, Jingjie Jiang#, Yuepeng Shang, Zelin Lu, Mingli Chen, Jiajia He, Feng Liu, Sisi Zhu, Zengping Zhang, Hui Han, Xixi Yu, Qiuxian Li, Yuansong Xiu, Yuhong Yang, Ping Gui, Xuefeng Wang, Feng Lu, Wei Jing, Langping Xu, Yanna Lin, Xinglong Wang, Shu Quan, Xiang Liu*, Huancai Yin*, and Fuqiang Ma*. FADS-based directed evolution of a robust Bst DNA polymerase adapting high-temperature loop-mediated isothermal amplification (HT-LAMP). ACS Catalysis, 2025, 15: 5391-5402. (IF=11.7/Q1)
2.Xinglong Wang, Jingwen Zhou, Lianqun Zhou*, Fuqiang Ma*. Recent Advances in Promoter Design Assisted by Deep Learning. Trends in Biotechnology, 2025 (accepted), (IF=14.3/Q1)
3.Jingjie Jiang, Guangyu Yang*, Fuqiang Ma*. Fluorescence coupling strategies in fluorescence-activated droplet sorting (FADS) for ultrahigh-throughput screening of enzymes, metabolites, and antibodies. Biotechnology Advances, 2023: 108173. (IF=12.1/Q1)
4.Fuqiang Ma, Meng Ting Chung, Yuan Yao, Robert Nidetz, Lap Man Lee, Allen P. Liu, Yan Feng, Katsuo Kurabayashi*, Guang-yu Yang*. Efficient molecular evolution to generate enantioselective enzymes using a dual-channel microfluidic droplet screening platform. Nature Communications 2018, 9:1030. (IF=14.7/Q1)
5.Wei Jing#, Xuefeng Wang#, Jingjie Jiang, Ping Gui, Xiao Li, Feng Lu, Yanna Lin, Haichao Li, Huancai Yin*, Fuqiang Ma*. Development of a chemiluminescent detection method for absolute activity measurement of Taq DNA polymerase through dATP consumption. Sensors and Actuators B: Chemical, 2025, 425: 136918. (IF=8/Q1)
马富强 研究员
研究方向:
电子邮件:mafuqiang318@sibet.ac.cn
电 话:13524348025
通讯地址:苏州市高新区科技城科灵路88号