本实验室依托天津大学“化学工程与技术”国家重点学科，始建于2007年，是国内最早开展系统生物工程和合成生物学的研究基地。聚焦生物医药、能源、生物基化学品合成等国家重大需求，聚焦世界科技前沿，以生物信息分析、合成生物学和生物过程工程为核心，模型模拟与实验相结合，定位在应用基础研究。形成了特色鲜明的研究方向：1）生物信息学与合成生物学，2）生物反应与代谢工程，3）生物分离工程，4）工业生物过程的系统分析与优化。是系统生物工程和合成生物学领域世界著名的研究机构之一，同时成为了高级人才培养的重要基地。

本实验室拥有固定人员45人，高级职称37人。其中中国科学院院士及第三世界科学院院士1人，长江学者2人，国家杰青4人，国家优青7人，青年长江2人，教育部新（跨）世纪优秀人才14人，青年人才托举工程2人。固定人员具有化工、化学、生物学、计算机等相关专业的博士学位，其中60%以上人员在海外名校或国内其他985获得博士学位，形成了一支学缘结构、学科结构和年龄结构合理、科研素质优秀、发展潜力大的科研团队。40岁以下（含40岁）研究骨干17人，占比38%；高级职称9人，其中15人次入选国家级人才计划，11人次承担973/863/国家重点研发计划科研任务。

近年来，四个方向均取得具有代表性的理论及关键技术成果，主要研究成果处于国际先进，部分达到国际领先水平。其中，酵母长染色体的精准定制合成，成果入选2017年“中国科学十大进展”、“中国高等学校十大科技进展”和“伟大的变革——庆祝改革开放40周年大型展览”；设计构建出高效微生物电能细胞，产电性能达到了海洋分布式军事传感器的用电需求；构建出一批具有自主知识产权的高产菌株，其中20多个产品产量是文献报道最高水平，具有巨大的经济和社会效益；开发的蛋白质亲和层析技术是抗体生物医药产业的核心关键技术，上述成果有效破解卡脖子难题。在基因组设计合成、界观尺度的蛋白分离工程、光电细胞、细胞工厂设计与构建研究中发挥了开拓和牵引作用。

依托本实验室，获批教育部合成生物学前沿科学中心，成为首批七个前沿科学中心之一。共同发起“人工合成酵母基因组Sc2.0”国际合作计划和国际生物铸造厂联盟（GBA），制定国际DNA制造和操作的标准和规则；参与编制《国家“十三五”合成生物学规划》和《国家重点研发计划合成生物学重点专项实施方案》。

受外交部、科技部委派，参与联合国《禁止生物武器公约》缔约国谈判，在美国华盛顿举办合成生物学安全性问题“二轨会谈”，对国家生物安全起到了科技支撑作用。

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