一、智生物活性分子智能筛选与设计
本方向围绕肠道健康、免疫调节和精准营养干预需求，重点开展活性肽、益生元及其他生物活性分子的智能筛选、靶向设计与功能评价。课题组结合生物信息学、深度学习、分子对接、分子动力学模拟和多组学数据分析等方法，建立从天然资源挖掘、序列特征解析、靶点识别到功能预测的智能化筛选流程。研究重点包括靶向肠道关键受体和信号通路的活性肽设计，具有菌群调控潜力的益生元结构筛选，以及功能分子与宿主受体、肠道菌群和代谢网络之间的互作机制解析。通过计算预测与细胞、动物实验验证相结合，系统评价候选分子在抗氧化、抗炎、肠屏障保护、免疫稳态维持和菌群结构调控中的作用，为功能食品、精准营养产品和肠道健康干预策略提供高效候选分子与理论依据。
二、合成生物学与基因工程菌改造
本方向面向功能分子的高效表达、靶向递送和肠道原位作用需求，开展合成生物学元件设计、基因线路构建和工程菌改造研究。课题组以噬菌体、乳酸菌、酵母等生物载体为基础，通过基因克隆、表面展示、分泌表达和功能模块组装等策略，构建能够展示、表达或递送活性肽、调控因子和功能蛋白的工程化生物系统。研究内容包括靶向肠道受体的重组噬菌体展示体系构建，益生菌底盘细胞的功能强化与定向改造，以及酵母或乳酸菌表面展示平台的开发与优化。同时，结合展示效率评价、表达稳定性检测、靶标结合能力分析和体外功能验证，系统评估工程菌体系的构建效果与应用潜力。该方向旨在突破传统功能因子稳定性差、递送效率低和作用部位不精准等限制，为肠道稳态调控、精准营养干预和新型工程益生菌开发提供技术支撑。
三、益生菌株筛选与肠道稳态调控
本方向聚焦益生菌资源挖掘、功能评价和肠道稳态调控机制解析，重点筛选来源清晰、安全性良好且具有明确健康效应的益生菌株。课题组围绕乳酸菌等功能菌株，开展菌株分离鉴定、生长特性分析、耐酸耐胆盐能力评价、肠上皮黏附能力检测及安全性评估，建立较为系统的益生菌初筛和功能复筛体系。在功能研究方面，重点关注益生菌及其代谢产物在肠道屏障修复、氧化应激缓解、炎症反应调控、免疫稳态维持和肠道菌群结构改善中的作用。通过肠上皮细胞、免疫细胞、肠道损伤动物模型和多组学分析，解析益生菌与宿主、菌群及代谢物之间的互作关系，阐明其发挥健康效应的关键分子基础和信号通路。该方向为益生菌功能产品开发、后生元应用和肠道健康精准干预提供菌株资源、实验依据和机制支撑。