河南省天然产物与核酸药物设计与生物合成重点实验室于2026年9月经河南省科学技术厅批准建设（豫科〔2026〕109号），依托河南科技学院组建，是河南省生物医药与绿色生物制造领域重要的省级科研创新平台。实验室立足河南省生物医药产业基础与天然资源优势，面向天然产物开发、创新药物研发与绿色生物制造等领域的前沿科学问题和产业发展需求，聚焦天然产物与核酸药物设计及生物合成关键技术，着力构建多组学智能解析、创新药物设计与绿色生物制造深度融合的高水平研究基地。
实验室以多组学智能解析为共性技术支撑，围绕河南特色药用植物和食药用菌资源开展优质种质与活性物质挖掘，依托天然活性先导物开展药物靶点发现、创新药物分子设计与药效评价，并通过合成生物学、代谢工程和智能发酵等技术实现候选药物及天然活性组分的绿色生物制造，逐步形成贯通“生物信息解析—资源挖掘—药物设计—生物合成—成果转化”的创新链条，推动基础研究、技术创新与产业应用协同发展，为河南省生物医药产业高质量发展和绿色生物制造产业升级提供科技支撑。
主要研究方向
1.药物合成生物通路解析与生物信息分析
围绕药用植物、食药用菌及工程微生物的基因组、转录组、蛋白质组、代谢组等多组学大数据，开展生物合成通路解析、关键酶功能预测、调控元件挖掘、代谢流模拟、底盘细胞适配评价等研究，搭建集生物元件挖掘、代谢网络重构、基因线路模拟、工程方案优化于一体的合成生物学计算平台。融合机器学习、图神经网络等人工智能技术，解析药用资源代谢网络，挖掘疾病相关药物靶点，开展RNA药物分子设计，建立靶点‑分子互作预测体系，为特色药用资源开发、底盘细胞工程改造、RNA及小分子候选药物研发提供数据与算法支撑，推动合成生物学由传统经验试错模式向数据驱动的智能化研究模式转变。
2.核酸药物设计与生物合成研究
面向肿瘤、心脑血管疾病、眼病和感染性疾病等重大疾病，聚焦RNA药物等创新药物分子的设计与生物合成。依托多组学数据和人工智能技术开展疾病特异性靶点筛选、靶点预测及脱靶效应评估，重点开展核酸药物的序列设计、化学修饰与递送系统研究。开展自复制mRNA、高纯度环状RNA体外合成及脂质纳米颗粒（LNP）等递送技术研究，并结合关键催化元件改造、底盘细胞代谢网络重构和智能发酵等技术，推进小分子候选药物及药用蛋白的合成生物学创制，建立从靶点发现、分子设计到候选药物制备的技术体系。
3.豫产道地药材特色天然产物发现与合成生物研究
立足河南金银花、怀菊花、灵芝、红花等道地药材和食药用菌资源，开展优质种质挖掘、品种改良、活性物质发现及生物合成研究。利用多组学技术解析黄酮、萜类、环烯醚萜苷、灵芝酸等活性物质的生物合成通路，挖掘关键基因簇和调控模块，构建特色药用资源代谢网络。结合CRISPR基因编辑、ARTP自适应进化等技术开展种质定向改良，并以酿酒酵母、毕赤酵母和分枝杆菌等为底盘，开展代谢网络重构和微生物基因线路设计，构建天然活性成分高效合成的细胞工厂。依托智能发酵及中试平台，开展发酵工艺优化和产物绿色分离纯化，推动河南特色天然药物资源的高效开发与生物制造。
平台建设情况
实验室已形成较为完善的科研基础和多学科交叉研究体系。现有工作人员43人，其中正高级职称12人、高级职称22人、具有博士学位39人、其他技术人员4人，形成了一支以中青年科研骨干为核心，涵盖生物学、药学、生物信息学、化学、轻工技术与工程、作物学、植物保护等多学科领域的科研团队。围绕多组学分析、生物信息算法、生物技术药物、合成生物学底盘细胞、工业酶与智能发酵、道地药材资源开发及食药用菌资源创制等领域，实验室已积累较为丰富的科研成果和技术储备。
实验室依托河南科技学院生命科学学院建设，前期研究累计获得各类科研经费共计3740余万元，为重点实验室建设和持续开展科研攻关奠定了良好基础。学院在药用植物、合成生物、生物技术药物、微生物资源及种质创新等领域具有良好的科研基础，现有标准化科研实验场地约2800 m²，按照样品处理、分子实验、细胞实验、微生物发酵、精密仪器分析、植物生理检测及动物药效评价等功能进行布局，可满足多组学解析、天然资源开发、创新药物研究及生物制造等科研需求。实验室现有2万元以上精密仪器设备219台（套），同步规划全套高端研发设备，设备总投入超3200万元，涵盖蛋白分离纯化、核酸药物及纳米制剂制备、色谱质谱分析、激光共聚焦成像、流式细胞分析、植物生理检测、微生物培养与进化以及智能发酵等科研设备，逐步形成覆盖“种质资源—分子解析—药物设计—活性评价—生物制造—中试放大”的科研条件体系。
实验室坚持开放共享和协同创新，积极加强与国内外高校、科研院所及生物医药企业的交流合作。依托国际学术交流、海外专家合作、校企联合研发和省内协同创新等机制，推动多组学、天然药物、核酸药物及生物制造等领域的交叉融合。实验室将面向国内外高校、科研院所和生物医药企业开放共享科研资源，围绕药物合成生物通路解析与生物信息分析、核酸药物设计与合成生物研究、河南特色药用植物与药用菌资源深度挖掘等方向设置开放课题，鼓励跨学科、跨单位合作，促进基础理论研究与工程技术转化协同发展。
（撰稿/王强 初审/李林波 复审/杨靖 终审/张守涛）
