当微生物学会“吃粗粮”，5吨秸秆能转化为1吨乙醇，摇身一变成了航空燃油，足以支撑中型客机飞行200公里。
当生物酶懂得和大肠杆菌共处，绿色合成尼龙成为现实，困扰尼龙产业超过80年的高耗能、高污染难题有望成为过去式。
当地衣芽孢杆菌被基因编辑技术精准改造，吃进去的是废弃甘油，吐出来的却是能帮农作物增产的肥料。
一系列堪比“魔法”的操作，是利用细胞帮人类“打工”的真实写照。在湖北大学生物制造创新大楼，类似的“魔法”每天都在上演。
近年来，湖北大学（以下简称“湖大”）主动对接国家战略布局，找准赛道，攻坚生物制造技术全链条，助推湖北生物制造产业扩容升级，服务医药、农业、化工等深度相关领域。围绕产业链布局创新链，以生物制造为特色实现生物学学科错位发展——湖大跑出了一条地方大学破局突围、特色发展的“双一流”建设之路。
图源：湖北大学
在湖北，一株小菌撬动千亿产业
截至2025年底，全省生物制造领域累计建成国家级和省级重点实验室、工程研究中心等创新平台近300个，5家企业入选2025生物制造领域创新企业20强……过去5年，湖北紧抓机遇，将生物制造作为战略性新兴产业重点培育，目前产业规模位居全国前列、中部首位。
“十五五”规划《建议》把生物制造列为我国将培育壮大的六个未来产业之一。继信息技术之后，生物制造已然成为新一轮科技革命的制高点和产业变革的新引擎，正重塑医疗、农业、能源等产业格局。
在生物制造已成为大国博弈主战场的今天，“拥有一个菌种，就拥有一个产品；拥有一个先进菌种，就占领一个市场。”湖北大学生命科学学院陈守文教授的这句话，点明了生物制造产业的核心竞争法则。
底盘菌种好比生物制造产业中看不见的“芯片”，但由于研发起步较晚，我国产业发展长期受制于国外，现有底盘菌种自主率不足20%，其中氨基酸的菌种自主率不足5%，核心酶制剂生产菌种的75%以上来自国外公司。
如果说菌种是芯片，那么合成生物学研究就是要为“芯片怎么造”提供设计思路。湖北大学是我国较早开展合成生物学研究的高校之一，布局该领域以来，学校通过自主菌种培育不断突破生物制造产业的“卡脖子”技术。
作为湖北省属高校的“排头兵”，湖北大学以“湖北”为名，也继承了湖北在生物制造产业的资源禀赋和使命担当。学校的生物学学科最早可追溯至1931年的省立教育学院农事教育系，早期的主业是为“培养生物学教师”，与许多高校一样，这个学科也曾被方向聚焦、科研聚力、成果转化聚势不够充分等问题所禁锢。但湖大并没有困在这个僵局里，而是固本培新，始终向“新”而行。
2007年，《生物产业发展“十一五”规划》将生物制造列为生物产业的五大重点发展领域之一。次年，湖北大学便在校级实验室的基础上获批建设工业生物技术湖北省重点实验室，重点围绕基因资源开发与应用、酶与蛋白质工程、微生物与植物细胞代谢工程以及生物质资源综合利用开发研究。
精准卡位、超前布局，为湖北大学生物学在前沿学科领域实现“弯道超车”注入了强劲动能。2018年依托省重点实验室获批建设省部共建生物催化与酶工程国家重点实验室；2022年生物学成为湖北首批4个重点建设学科之一；2024年增设“合成生物学”本科专业，成为国内少数开设此专业的高校之一；2025获批工信部首批国家级生物制造中试能力建设平台，生物学在软科中国最好学科排名中位列全国第35名，在湖北省属高校和全国非“双一流”高校中均位列第一，创下历史新高……
以一流学科建设为引领，湖大立足湖北打造华中地区生物制造高地，与国家战略、区域发展同频共振，在平台建设、科研实力、人才培养、产业服务等方面实现全方位突破，成为省属高校学科建设的标杆。
让论文加速走向生产线
在湖北大学生物制造创新基地，几十个大罐子里充斥着被搅动的液体，24小时不间断运作，里面藏着不计其数的细胞“员工”。这些发酵罐就是细胞们的“生产车间”。
湖北大学生物制造创新大楼（图源：湖北大学）
制造业领域有严格的“小试-中试-大试”流程，如果简单理解，规模差异是这道流程中的关键挑战。小试的从0到1，中试的从1到10，大试的从10到100——前一环顺风顺水并不代表下一环就能如愿，实验台上的成功也不代表市场上的成功。这是流程“放大”带来的挑战，也是市场对实验室的灵魂发问。
但在湖北大学，从实验室的菌种培育，到生产线的万吨级发酵罐，一条“学科-技术-产业”的黄金通道已然贯通。
从0到1，让原始创新变得平常
从0到1的原始创新在湖大并不罕见。2022年8月，湖北大学生命科学学院、省部共建生物催化与酶工程国家重点实验室吴姗教授团队与浙江大学合作在Nature发表研究论文，该成果解决了植物向性这一个百年科学难题中的关键一环，为进一步调控生长素极性运输奠定了基础。这是湖大首次以通讯单位Nature发文，也让湖大实现Nature、Science、Cell三大国际顶刊上的大满贯。
聚力原创性、颠覆性科技攻关，系统推进有组织科研，成为湖大顶刊数量不断刷新高峰最生动的注脚。2023年9月，生命科学学院郭瑞庭教授团队与清华大学合作在Nature发文，为疫苗接种、细胞治疗和自身免疫性疾病的治疗带来新思路；2025年9月，湖北大学再次在Cell发文，罗盼副教授团队突破育种领域数十年技术瓶颈，为实现高效育种提供了全新路径。迄今为止，湖大已在CNS正刊发表论文6篇，数量为省属高校第一。
CNS顶刊只是一个切面，但湖大的“野心”并不止于试管量杯中的牛刀“小试”。“在运动发酵单胞菌这个细分赛道，高水平文章一半都是我们团队发表的。”生命科学学院杨世辉介绍，但也正如他所说，发论文不是目的，将论文的创新实践到产品的研发、市场的应用上，满足国家的战略需求，才是科研的安身立命之本。
从概念验证到中试平台，让成果加速孵化
为畅通成果转化渠道，湖北大学搭建多层次协同平台。湖北省概念验证中心辐射生物医药与大健康、生物能源与化工等应用领域，着力破解成果转化的关键堵点，完成入库项目（成果）88项，其中已验证33项，落地转化并孵化公司3家，助力早期科技成果跨越从科学到技术、从技术到产业的“死亡之谷”。
日前，工信部公布首批国家级生物制造中试能力建设平台，全国共43家单位入选，高校仅4所，其中便有湖北大学。中试平台是实验室里的样品实现产业化的关键通道，平台的获批为湖大酶分子理性设计与规模化改造、细胞工厂构建及性能验证等关键任务提供了基地。
“以前实验室里筛选出的高产菌株，要3到5年才能走到工厂生产线，现在时间大大压缩。”湖北大学合成生物学智能生物制造中试平台负责人介绍。
在湖北黄石，聚焦生物质修复及生物医药，与武汉武药制药有限公司共建“小分子原料药精准制造”平台；在利川，聚焦酶制剂附加品开发，打造富硒有机农产品特色品牌，推动乡村产业高质量发展……目前，湖大已在黄石、利川、潜江等地共设立12个产业技术研究院，近3年引进超亿元投资2项，孵化超亿元项目1个；建有包括省部共建国家重点实验室、药物高通量筛选技术国家地方联合工程研究中心在内的4个国家级平台和23个省部级平台；牵头湖北省合成生物产业技术创新联合体，集聚40余家高校与企业解决120余项技术需求。
依托各类高层次平台，湖大近5年在合成生物学、绿色生物制造方向累计牵头承担国家重点研发计划项目4项、课题16项，在关键核心技术领域组织联合研发攻关，突破基因编辑与合成、新型酶制剂开发、工业菌种设计与应用等领域多项技术壁垒，论文里的研究、实验室里的样品正加速走上工厂的生产线。
学科引领、平台支撑、产业反哺，这样的良性循环让湖大在生物制造领域开展前沿科研工作越来越得心应手。
为湖北建一座校园“工厂”
“湖北大学在酶制剂领域的原创突破，打破国外垄断，这就是湖北产业突围的‘撒手锏’！”中国科学院院士邓子新直言。
“湖大的非粮生物制造技术，既踩准国家‘双碳’政策步点，又守住粮食安全底线。”深圳理工大学合成生物学院院长张先恩指出。
“与湖大共建产业学院，50名技术骨干让酵母蛋白成本降了15%！”这是来自国内酵母行业龙头安琪集团的反馈。
10月份的湖北，生物制造产业科产融合对接活动现场，“湖北大学”“湖大担当”频频出现在与会专家的分享中。
生物制造产业对接会活动现场（吴家倩 摄）
当前，湖北正布局大健康产业建设“中国药谷”。何以为“谷”？谷沉峰聚，以谷为名意在通过高度集聚人才等创新要素，形成产业发展的高峰。平台、技术、人才——产业发展需要什么，湖大就从什么方面给予支持，围绕产业链布局创新链，助力产业升级，全方位打造华中地区生物制造高地。
目前，湖北生物制造产业的市场主体数量已超过500家，合成生物产业规模超过2500亿元。而湖大的成果转化已实现对省内生物制造领域上市公司全覆盖，在光谷生物城成功孵化16家生物制造企业，服务全国合成生物及关联企业470家，助力30多家上市及后备上市金种子企业创造超百亿元直接经济效益。
1座细胞工厂，实现变废为宝
18年深耕，陈守文教授团队用自主研发的基因编辑技术精准改造地衣芽孢杆菌，创建了完全自主知识产权的细胞工厂。经过改造菌株的消化后，曾经让化工企业头疼的废弃甘油被转化为γ-聚谷氨酸溶液。
这项“拿手绝活”不仅拿下2023年度湖北省技术发明一等奖，也带动相关企业新增经济效益数十亿元，更让生产转化率达国际领先水平，助力我国发酵产业自立自强和工业菌种自主可控。其产品销往全国各地，占据了几乎20%的市场份额。
1支湖大“菌”团，再造一个地上油田
2016年，杨世辉教授带领团队开始非粮生物基材料研发，并在2021年成立创办武汉睿嘉康生物科技有限公司，公司设计的工业菌株能利用农业秸秆等非粮原料生产乙醇，让农业废弃物化身产业新蓝海。杨世辉介绍介绍，我国秸秆年产量超9亿吨，若能高效利用，相当于再造一个“地上油田”。
目前，公司融资规模已超3亿元，并入选“瞪羚精选”榜单，预计五年内达到10万吨年产能并实现13亿元销售规模；其技术创新案例成功入选工信部、农业农村部“非粮生物基材料产业创新发展典型案例”，成为全国25个入围案例之一；相关项目先后获中国科技产业化促进会科技创新奖一等奖、中国商业联合会科技进步奖特等奖。
1条绿色长链，破解世纪污染难题
酶催化可解决药物和化学品生产过程造成的环境污染问题。2021年，湖北大学不仅首次为科学界“看”清了有“万能生物催化剂”之称的P450酶全长结构，也基于这个“超级酶”帮尼龙产业破解困扰其80年之久的污染难题。
8类酶各司其职，组装成高效的微生物“细胞工厂”——以微生物为“工厂”，李爱涛教授带领团队将P450酶改造成更强大、更适应工业需求的催化剂，找到了尼龙材料的全新绿色生物合成途径。2021年，成果入选国家“十三五”科技创新成就展。如今，基于这项成果，湖大正与省内龙头企业合作建设万吨级生产示范线，为化工行业绿色低碳转型提供有力支撑，绿色尼龙离大规模产业化仅一步之遥。
2025年，学校还获批湖北省合成生物智造现代产业学院，聚焦智能制造、生物医药、绿色低碳、新材料等前沿领域，联合化工、生物制造领域的多家湖北龙头企业，为湖北培养符合现代合成生物“智”造产业发展的高素质应用型人才。
用1个学科带动1个产业集群——湖大的这句承诺真真切切落到了实处。
做湖北省属高校的“领跑者”
2024年，是湖北大学由师范院校转型为综合性大学的第40年，也是湖北大学首次上榜软科世界大学学术排名（简称ARWU）的一年。在2024ARWU中，湖大位列全球701-800名区间，为湖北省属高校首位。
全球排名实现历史性突破的背后，是湖大40年综合改革的步履不停。
学科引领，固本培新。40年前的湖大尚且不是博士学位授予单位，而如今的湖大已有11个博士点，数量位列省属高校第一。聚力优势学科争创“一流”的同时，湖大将一流学科建设的经验推行到全校各学科专业，不仅在生物学筑起学科高峰，也在马克思主义理论与中国实践、文化遗产与文化产业、网络空间安全与新一代信息技术、生态安全与区域绿色发展等学科群筑起高原。在巩固传统学科优势的基础上，聚力新工科建设服务产业发展，2022年以来先后成立了集成电路学院、人工智能学院等5个新工科学院，新增大数据管理与应用、信息安全、机器人工程等9个新工科专业，以超常规的布局打破学科藩篱。
人才队伍，量质齐升。学校实施的一流学科人才特区建设，为人才成长提供良好的教学科研环境。仅近3年，湖大便新增长江学者、国家杰青等国家级人才20余人，省部级人才120余人，入选全国高校黄大年式教师团队。教师队伍中，既有非洲科学院院士等顶尖学者，综合素质高、育人本领强的国家名师、湖北名师，也有为企业问诊把脉、在田间地头助力产业升级的技术专家。
湖北大学生命科学学院生物催化与酶工程教师团队，入选第三批全国高校黄大年式教师团队（图源：湖北大学）
科研立项，再获突破。2023年首次获批国家重大科研仪器研制项目；2025年获批3项国家社科基金重大项目，立项数并列全国高校第24位、湖北省第3位；牵头项目获2025年度国家重点研发计划立项……近5年来，湖北大学在国家级重大、重点项目立项数再创新高，累计科研总经费近16亿元。
2009年，湖北省委、省政府明确要求将湖北大学建设成为“加快湖北发展的智囊团、科教兴鄂的人才库和省属高校的排头兵”。2013年，湖北省人民政府与教育部决定共建湖北大学。2018年，湖北大学入选湖北省“国内一流大学建设高校。”
40年固本培新，20年风华正茂。如今的湖北大学找准赛道，精准选定生物学作为突破口，以一流学科建设为牵引，布局“新工科”，再造“新湖大”，集中力量打造与区域产业高度协同的特色增长极，加速成为湖北高质量发展的引擎，为“高校分类发展”这一时代课题提供可行范式。
