马晓焉，教授，博士生导师
邮箱：mxy2004201@126.com
教育背景：
2011-2016，中国科学院南京土壤研究所，博士
2007-2011，西北农林科技大学，学士
学术兼职：
生物化工青年学者工作委员会委员
研究方向：
面向合成生物学与绿色生物制造，开发高值化学品的生物合成途径、新功能元件、高版本底盘及高效微生物细胞工厂。建立了基于翻译速率调控的氨基酸生物传感平台，解决了传统类似物筛选法面临的高误杀率和低阳性率问题；构建了包括生长期独立型驱动元件、合成途径导流元件、表达强度调控元件、代谢资源总控阀门在内的多种功能模块，重塑了天然菌株的代谢流分配模式，实现了高附加值化学品的鲁棒性生产。研究成果在Nat Commun、Engineering、Metab Eng、ACS Nano、Trends Biotechnol等高水平期刊发表，申请专利14项，承担自然科学基金、重点研发计划等国家与省部级科研项目，研究方向包括但不限于：
(1)使能技术：高通量筛选技术与基因编辑技术
(2)功能元件：酶蛋白、非天然蛋白、核酸元件的人工设计
(3)底盘细胞：转录调控，代谢流重定向，鲁棒性细胞工厂
(4)工程益生菌：具有疾病诊疗功能的工程菌
科研项目：
(1)国家重点研发计划，针对神经退行性疾病的合成肠道菌群体系构建及应用，2020.01-2024.12，子课题负责人，145万
(2)国家重点研发计划，原核生物中高效基因密码子拓展系统的构建及应用，2024.12-2029.11，子课题负责人，60万
(3)国家自然科学基金，基于密码子扩展的氨基酸高产菌株的筛选及菌株重构，2021.01-2023.12，负责人，24万
(4)国家自然科学基金重大研究计划，厌氧硫氧化作用的能量偶合反应多样性及与其他元素循环的关联，2020.01-2022.12，课题负责人，25万
(5)河北省面上基金，硒代半胱氨酸及硒蛋白生物合成的适配性研究，2024.01-2026.12，项目负责人，6万
(6)牧原实验室技术攻关项目，低劣蛋白生物质向高品质菌体蛋白转化的细胞工厂构建，2024.11-2026.10，共同项目负责人，500万
(7) “高校20条”项目，发酵废弃物的微生物高值转化，2020.01-2022.12，骨干，30万
(8)镇江市重点研发项目，针对饲料营养高效利用的工程菌混合微生物制剂研发，2021.06-2023.05，骨干，55万
专利：
(1)马晓焉;霍毅欣;妥俊恺;侯真;丝氨酰tRNA合成酶突变体及其应用, 2025-11-14,中国, ZL2025100510163
(2)霍毅欣，马晓焉，郭丽微，一种利用σ70非依赖型启动子实现异丁醛高产的方法，ZL201910923087.2
(3)霍毅欣，马晓焉，马炼杰，一种实现生物燃料稳定生产的方法，ZL201910922960.6
(4)霍毅欣;马晓焉;郭昊;孙丽超;一种适用于筛选高产非蛋白质氨基酸的菌株的方法, 2021-12-24,中国, 202111599379.9
(5)霍毅欣;马晓焉;郭昊;孙丽超;一种适用于筛选高产天然氨基酸的菌株的方法, 2021-12-24,中国, 202111597667.0
(6)霍毅欣;马晓焉;杨超;李倚天;一株耐酸的Nissle 1917工程菌, 2024-07-18,中国, 2024109646342
(7)马晓焉;霍毅欣;杨超;李倚天;一株具有高定殖能力的工程益生菌, 2025-01-24,中国, 2025101189841
(8)霍毅欣;马晓焉;郭淑元;霍晨曦;枯草芽胞杆菌Bs-HGT3及其制备方法, 2025-01-16,中国, 2025100668571
(9)霍毅欣;马晓焉;霍晨曦;晋李圆;一种提高菌株鲁棒性的耐盐胁迫元件, 2024-07-23,中国, 2024109858098
(10)霍毅欣;马晓焉;霍晨曦;晋李圆;一种提高菌株鲁棒性的抗酸胁迫元件, 2024-06-05,中国, 2024107181529
代表性论著：
[1] Guo H; Wang N; Ding T; Zheng B; Guo L; Huang C; Zhang W; Sun L; Ma X*; Huo Y-X*; A tRNA Modification-based strategy for Identifying amiNo acid Overproducers (AMINO), Metabolic Engineering, 2023, 78: 11-25（基于工程tRNA的通用型氨基酸生物传感体系）
[2] Zheng B#, Ma X#, Wang N, Ding T, Guo L, Zhang X, Yang Y, Li C, Huo Y-X. Utilization of rare codon-rich markers for screening amino acid overproducers. Nature Communications 2018, 9(1):3616.（首个基于密码子偏好性的菌株筛选体系）
[3] Liang Z; Huang C; Li Y; Yang C; Wang N*; Ma X*; Huo Y-X; A recombineering-based platform for high-throughput genomic editing in Escherichia coli, Applied and Environmental Microbiology, 2025, 91(7)
[4] Liu S; Hu N; Hu J; Li W; Wu S; Ma X*; Huo Y-X*; Lu Y*; DNA-Mediated Bioinspired MXene gas sensor array with machine learning for noninvasive cancer recognition, ACS Nano, 2025, 19(27): 25363-25384
[5] Ma X#, Ma L#, Huo Y-X. Reconstructing the transcription regulatory network to optimize resource allocation for robust biosynthesis. Trends in Biotechnology 2022, 40(6)（从资源分配角度前瞻性综述微生物细胞工厂鲁棒性优化进展）
[6] Ma X#, Liang X#, Huo Y-X. Developing a transformation-independent and unbiased qPCR assay to rapidly evaluate the determinants of DNA assembly efficiency. Engineering 2019, 5(4):803-10.（不依赖于转化的连接效率检测方法）
[7] Ma L, Guo L, Yang Y, Guo K, Yan Y, Ma X*, Huo Y-X. Protein-based biorefining driven by nitrogen-responsive transcriptional machinery. Biotechnol for Biofuels 2020, 13(1):29.（基于氮响应型转录调控元件的蛋白质精炼体系）
[8] Li P#, Liu M#, Ma X#, Wu M, Jiang C, Liu K, Liu J, Li Z. Responses of microbial communities to a gradient of pig manure amendment in red paddy soils. Science of the Total Environment 2020, 705:135884.
[9] Huo Y-X, Guo L, Ma X*. Biofuel production with a stress-resistant and growth phase-independent promoter: mechanism revealed by in vitro transcription assays. Applied Microbiology and Biotechnology 2018, 102(6):2929-40.（生长期独立型合成途径驱动模块）
[10] Tuo J; Nawab S; Ma X*; Huo Y-X; Recent advances in screening amino acid overproducers, Engineering Microbiology, 2023, 3:100066
[11] Hou Z, Tuo J, Ma X*; Huo Y-X; Recent advances in biosynthesis of non-canonical amino acids and their potentials in strain engineering. Results in Engineering, 2025, 25: 103641.
[12] Ma X, Huo Y-X. The application of microfluidic-based technologies in the cycle of metabolic engineering. Synthetic and Systems Biotechnology 2016, 1(3):137-42.
[13] Jin L, Nawab S, Xia M, Ma X*, Huo Y-X. Context-dependency of synthetic minimal promoters in driving gene expression: a case study. Microbial Biotechnology 2019, 12(6):1476-86.
[14] Ding T, Huang C, Liang Z, Ma X*, Wang N*, Huo Y-X. Reversed paired-gRNA plasmid cloning strategy for efficient genome editing in Escherichia coli. Microbial Cell Factories 2020, 19(1):63.
[15] Nawab S, Wang N*, Ma X*, Huo Y-X. Genetic engineering of non-native hosts for 1-butanol production and its challenges: a review. Microbial Cell Factories 2020, 19(1):79.
[16] Huo Y-X, Zheng B, Wang N, Yang Y, Liang X, Ma X*. Identifying amino acid overproducers using rare-codon-rich markers. JoVE 2019, 148: e59331.
[17] Xu J, Luo J, Chen Y, Yu Z, Zhou G, Fan J, Qin W, Liu J; Liu X; Chen L; Wu M; Ma X*; Liu M*. Dose effect of pig manure addition on cbbL-harboring bacterial community in a paddy soil. Applied Soil Ecology 2023, 189, 104945.
[18] Ma X, Liu M, Li Z. Shifts in microbial biomass and community composition in subtropical paddy soils under a gradient of manure amendment. Biology and Fertility of Soils 2016, 52(6):775-87.
[19] Ma X, Liu M, Li Z. Changes in microbial properties and community composition in acid soils receiving wastewater from concentrated animal farming operations. Applied Soil Ecology 2015, 90:11-7.
[20] Ma X#; Ma L#; Huo Y-X*; Harnessing the hierarchy of transcriptional regulation engineering of the gene expression network for efficient production, in Systems and Synthetic Metabolic Engineering, Elsevier Academic Press, 2020
[21] 马晓焉，王雪芹，马炼杰，霍毅欣。高级醇的微生物绿色制造。生物工程学报。2021, 37(5): 1721-1736.
竞赛指导：
(1)第十四届“挑战杯”秦创原中国大学生创业计划竞赛主赛道，金奖，2025，指导教师
(2) “青创北京”2024“挑战杯”首都大学生创业计划竞赛主赛道，金奖，2024，指导教师
(3)中国国际大学生创新大赛北京赛区，三等奖，2024，指导教师