博士、博士后、国家公派访问学者（美国休斯顿大学）、副研究员、硕士研究生导师

职务：工具酶研究组组长

学术任职：

1. 2023.12-至今，BioDesign Research青年编委

2. 2025.07-至今，mSystems编辑

    

   教育与工作经历：

3. 2023.01-至今，中国科学院青岛生物能源与过程研究所，单细胞中心，副研究员

4. 2017.08-2022.12，中国科学院青岛生物能源与过程研究所，单细胞中心，助理研究员

5. 2016.11-2017.04，美国休斯敦大学，生命科学学院，访问学者，导师：高晓连

6. 2015.07-2017.08，中国科学院青岛生物能源与过程研究所，博士后，导师：徐健

7. 2010.09-2015.06，中国科学技术大学，生命科学学院，硕博联读，导师：高晓连

   合成生物学的本质是“写DNA +读表型”的迭代闭环。近几年，我聚焦其上游“写不准、写不多”与下游“读不精、读不快”两大瓶颈，以“工具酶”研发实现高保真高通量的DNA构建（Build），以“单细胞拉曼”实现定量、无标记、单细胞精度的表型测试（Test），最终构建一个“可定量、极简、单细胞精度”的合成生物学DBTL闭环平台，并在白酒、乳业/益生菌、健康医疗与高值化合物等场景实现产业化应用示范。

   先后荣获“清源学者”青年人才、骨干人才。在Trends in biotechnology、iMeta、Metabolic Engineering、Bioresource Technology等期刊累计发表SCI论文30余篇；软件著作权1项；发明专利15项（已授权13项）；制定团体标准1项；主持项目13项（国家重点研发计划青年科学家项目，国家专项项目，国家自然科学基金青年项目，国家乳业技术创新中心项目，山东省面上项目，青岛市自然科学基金重点项目，与茅台集团、伊利集团、中粮集团等签订的横向项目等，总经费1234万元）。

   招收学位类型：专业学位、学术学位

    

   主要研究方向：极简合成生物学DBTL闭环平台的构建及其应用示范

    

   代表性文章：

8. Teng Xu^#, Qing Sun^#, Gongchao Jing^#, Yongming Duan, Xiaohang Wang, Xinyun Yi, Changle Wu, Huizi Zhu, Bo Ma, Jian Xu, Xiaowei Zheng*, Xixian Wang*,Jia Zhang*. Metabolism-driven and high-efficiency mining of ethanol-tolerant microorganisms from pit mud microbiota using Raman-activated cell sorting.Bioresource Technology, 2026.

9. Xiaohang Wang;Xinran Zhang;Wenfei Yu;Wenshuang Liu;Jian Xu;Shuangying Jiang*;Xiaoyun Lu*;Jia Zhang*.From fragmented workflows to integrated pipelines: Bridging enzymatic DNA synthesis, assembly, and MutS-based error correction.Biotechnology Advances, 2026,91:108941.

10. Xi Sun^#;Xiaoxuan Zhang^#;Jia Zhang*.Unlocking Microbial Dark Matter: A Comprehensive Review ofIsolation Technologies from Traditional Culturing toSingle-Cell Technologies.Microorganisms, 2026,14(4):933.

11. Xi Sun^#;Xinyun Yi^#;Jia Zhang*.Ecology-Microbiome Engineering in Sauce-Flavor Baijiu via Single-Cell Raman Spectroscopy.BioDesign Research, 2026.

12. Jia Zhang^#*;Xu Liu^#;Zhihang Chen^#;Xuan Zhou;Mingying Li;Zengyan Sun;Teng Xu;Taoran Zheng;Xiaomeng Wang;Xinnan Cui;Jiajun Du;Gongchao Jing;Yanmei Zhang;Mingqin Xu;Bo Ma;Fuli Li;Huiying Luo;Bin Yao;Guo-Qiang Chen*;Jian Xu*.Label-free, single-cell-precise and monomeric-unit-resolved monitoring of biopolymer fermentation by ramanomics.Trends in biotechnology, 2026.

13. Xiaohang Wang^#;Yefei Wang^#;Wei Wang^#;Wenshuang Liu;Hui Jia;Mengsha Li;Mingying Li;Changle Wu;Jian Xu;Xiang Sheng*;Jia Zhang*.Engineered eMutS based magnetic separation system for high-fidelity DNA synthesis.Synthetic and Systems Biotechnology, 2026,13:337-349.

14. Jia Zhang^#*;Jianmei Wang^#;Pengfei Zhu^#;Zhidian Diao^#;Shuhua Tian;Ziyuan Ding;Yongming Duan;Teng Xu;Xuan Zhou;Xixian Wang;Xia Ma;Ting Sun;Xiaoyan Jing;Weilian Hung;Bo Ma;Shi Huang*;Xiaowei Zheng*;Jian Xu*.Raman flow cytometry based single-cell speciesclassification, viable-cell counting and vitalitytest for probiotic products.iMetaOmics, 2025, e70024.

15. Xi Sun^#*;Xin Zhou^#;Ran Yu;Xiaofang Zhou;Jun Zhang;Teng Xu;Jianmei Wang;Mengqi Li;Xiaoting Li;Min Zhang;Jian Xu;Jia Zhang*. Assessing the physiological properties of baker’s yeast based on single-cell Raman spectrum technology.Synthetic and Systems Biotechnology, 2024,10(1):110-118.

16. Jia Zhang^#;Lihui Ren^#;Lei Zhang^#;Yanhai Gong^#;Teng Xu;Xiaohang Wang;Cheng Guo;Lei Zhai;Xuejian Yu;Ying Li;Pengfei Zhu;Rongze Chen;Xiaoyan Jing;Gongchao Jing;Shiqi Zhou;Mingyue Xu;Chen Wang;Changkai Niu;Yuanyuan Ge;Bo Ma;Gaishuang Shang;Yunlong Cui*;Su Yao*;Jian Xu*.Single-cell rapid identification, in situ viability and vitalityprofiling, and genome-based source-tracking for probioticsproducts.iMeta, 2023,2 (3):e117.

17. Jia Zhang^#; Xiaolu Su^#; Yefei Wang^#; Xiaohang Wang; Shiqi Zhou; Hui Jia; Xiaoyan Jing; Yanhai Gong; Jichao Wang*; Jian Xu*. Improved single-cell genome amplification by a high-efficiency phi29 DNA polymerase.Frontiers in Bioengineering and Biotechnology, 2023, 11: 1233856.

18. JiaZhang;TengXu;XiaohangWang;XiaoyanJing;JiongHong;JiaZhang;JianXu;JichaoWang*. LignocellulosicxylitolproductionfromcorncobwastebyengineeredKluyveromycesmarxianus.FrontiersinBioengineeringandBiotechnology, 2022, 10: 1029203.

19. Jia Zhang;Yefei Wang; Baihui Chai; Jichao Wang; Lulu Li; Min Liu; Guang Zhao; Lishan Yao; Xiaolian Gao; Yifeng Yin; Jian Xu*.Efficient and low-cost error removal in DNA synthesis by a high-durability MutS.ACS Synthetic Biology,2020, 9:940-952.

20. Biao Zhang^#;Jia Zhang^#;Dongmei Wang; Ruixiang Han; Rui Ding; Xiaolian Gao; Lianhong Sun; Jiong Hong*. Simultaneous fermentation of glucose and xylose at elevated temperatures co-produces ethanol and xylitol through overexpression of a xylose-specific transporter in engineeredKluyveromyces marxianus.Bioresource Technology, 2016, 216: 227-237.

21. Jia Zhang;Biao Zhang; Dongmei Wang; Xiaolian Gao; Lianhong Sun; Jiong Hong*.Rapid ethanol production at elevated temperatures by engineered thermotolerantKluyveromyces marxianusvia the NADP(H)-preferring xylose reductase-xylitol dehydrogenase pathway.Metabolic Engineering, 2015, 31: 140-152.

22. Jia Zhang;Biao Zhang; Dongmei Wang; Xiaolian Gao; Jiong Hong*.Improving xylitol production at elevated temperature with engineeredKluyveromyces marxianusthrough over- expressing transporters.Bioresource Technology, 2014, 175: 642-645.

23. Jia Zhang;Biao Zhang; Dongmei Wang; Xiaolian Gao; Jiong Hong*.Xylitol production at high temperature by engineeredKluyveromyces marxianus.Bioresource Technology, 2013, 152: 192-201.

发明专利：

1. 张佳,王晓航,徐健, MutS蛋白突变体及其在DNA合成纠错中的应用, 2025.10.10,中国, 2025114448153. (发明专利)

2. 张佳,任立辉,朱鹏飞,徐腾,张磊,陈荣泽,马波,徐健,基于单细胞拉曼技术的益生菌活菌测量方法及其试剂盒, 2024.03.08,中国, ZL202111330295.5. (发明专利;已授权)

3. 张佳,朱文轩,徐健,一种错配结合蛋白突变体及其在自动化工作站高通量基因纠错中的应用, 2024.09.03,中国, ZL202110339059.3. (发明专利;已授权)

4. 张佳,苏晓璐,朱文轩,王晓航,贾荟,徐健,单细胞基因组扩增酶突变体及其应用, 2023.08.11,中国,ZL202110840919.1. (发明专利;已授权)

5. 张佳,柴百惠,徐健,一种错配结合蛋白的突变体及其编码基因, 2022.11.18,中国, ZL201910518166.5. (发明专利;已授权)

6. 张佳,徐腾,任立辉,王晓航,朱鹏飞,马波,徐健,一种基于单细胞拉曼技术的一体化益生菌质检方法, 2022.11.16,中国, 202211426753.X. (发明专利)

7. 张佳,李明英,徐健,一种蛋白质及其制备方法和应用、生物材料及其应用, 2024.03.21,中国, 202410329232.5. (发明专利)

8. 张佳,一种高效利用木糖发酵生产乙醇和木糖醇的工程菌株, 2023.09.08,中国, ZL201910775914.8. (发明专利;已授权)

9. 张佳,谭竹毅,一种副干酪乳杆菌及其在宠物犬犬粮中的应用, 2022.05.13,中国, ZL202010944015.9. (发明专利;已授权)

10. 洪泂,张佳,木糖醇高温高产工程菌株的构建及应用, 2017.6.16,中国, 201410727487.3. (发明专利;已授权)

11. 洪泂,张佳,张标,乙醇高温高产工程菌株的构建及应用, 2016.7.13,中国, 201410380023.X. (发明专利;已授权)

12. 洪泂,张佳,张标,木糖醇和乙醇同时高温高产工程菌株的构建及应用, 2015.7.27,中国, 201510455949.5. (发明专利;已授权)

著作：

1. 张佳,荆功超,孙鲁阳,张艳美;拉曼光谱在线分析系统,2026SR0070990,原始取得,全部权利.

课题：

1. 国家重点研发计划青年科学家项目，中国生物技术发展中心，2023YFA0916100，大片段DNA的体外酶法合成与组装技术开发及设备研制，2023-12至2028-11，400万元，在研，主持。

2. 国家乳业技术创新中心项目，2025-JSGG-036，益生菌单细胞代谢及用于菌粉工艺关键技术研究，2025-07至2028-06，120万元，在研，课题负责人（与伊利集团合作）。

3. 青岛市自然科学基金重点项目，青岛市科学技术局，25-3-1-11-zyyd-jch，单细胞拉曼与智能感知驱动的肠癌菌群超前诊断、调控方法研究及合成微生物组制剂开发，2025-12至2028-11，100万元，在研，主持。

4. 茅台集团，横向项目，E4411401，基于单细胞技术的入窖优势微生物群系组成及代谢活力定量技术研发，2024-01至2026-12，330万，在研，主持。

5. 中粮集团，横向项目，益生菌多维功能预测模型与精准筛选，2026-07至2027-06，100万元，在研，主持。

6. 贵州省发酵工业微生物资源开发重点实验室开放课题项目，高通量自动化筛选大马酮生产菌株及其代谢途径构建，2025-06至2027-05，48万元，在研，主持。

7. 北京市农林科学院植物保护研究所，横向项目，基于单细胞拉曼技术的益生菌产品质检，2025-08至2026-08，10万，在研，主持

电子邮箱：zhangjia@qibebt.ac.cn