研究突破 - 首次破解细菌频率调制信号处理的物理密码，这是继揭示细菌信号“编码”规律后在“解码”机制研究方面取得的重要突破[2] - 研究发现频率调制可比传统振幅调制提升约2个比特的信息熵，从而实现对多基因系统的精确协调控制[2] - 研究成果在国际期刊《自然·物理学》发表，为合成生物学开辟了全新设计维度[2] 技术方法 - 采用合成生物学工程化手段，通过基因编辑技术在铜绿假单胞菌中重构简化的细菌信号分子环磷酸腺苷信号传递通路[3] - 利用光控合成系统替代内源性cAMP合成机制，用组成型启动子替代天然反馈调节系统，成功构建可精确控制和定量监测的“频率解码cAMP电路”[3] - 系统天然呈现三个功能模块：波形转换器、阈值滤波器和积分器，三者协同运作实现从频率到振幅的完美转换[3][4] 实验验证 - 理论预测与实验数据相关性达99.2%，该精度在复杂生物系统研究中尤为难得[5] - 依托深圳合成生物研究重大科技设施的自动化实验平台，该平台集成可编程光信号控制等四个核心功能模块，能够并行处理大量实验样本[5] - 在超过12小时的长时间实验中，平台表现出优异稳定性和重现性，96个平行样本检测指标波动极小[5] 应用前景 - 频率调制可极大提升细菌信息处理能力，使信息处理从“单车道”变成“多车道”，能够精确控制更多基因表达[6] - 频率调制以更简洁遗传结构为合成生物学带来更精准、更复杂调控新维度，将显著提升代谢工程中多通路协调优化与细胞治疗中响应性设计能力[6] - 团队依托深圳合成生物研究重大科技基础设施系统构建“定量解析—理性设计—自动构建”全链条创新体系，实现从菌株设计、构建、测试到学习的工程化闭环[6]