微生物细胞工厂的设计构建:从诱变育种到全基因组定制化创制

Progress and prospective of engineering microbial cell factories:from random mutagenesis to customized design in genome scale

袁姚梦 ¹邢新会 ²张翀¹

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作者信息

1. 工业生物催化教育部重点实验室,清华大学化工系生物化工研究所,清华大学合成与系统生物学研究中心,北京100084
2. 工业生物催化教育部重点实验室,清华大学化工系生物化工研究所,清华大学合成与系统生物学研究中心,北京100084;清华大学深圳国际研究生院生物医药与健康工程研究院,广东深圳 518055
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摘要

微生物细胞工厂(microbial cell factories,MCFs)被广泛用于生产丰富多样的化学品、食品、药品和能源,是绿色生物制造的核心环节.早期主要通过天然微生物的筛选和诱变育种的方式获得高产菌种,然而作为一种"以时间(人力)换水平"的非理性策略,其创制效率极低.随着分子生物学和基因工程研究方法的不断发展,对微生物系统认知和改造能力的进步促使代谢工程学科诞生.基于生物学知识的理性/半理性代谢工程设计和构建策略,目前已发展了从分子、途径到基因组层次不同的MCFs设计和工程化构建策略.本文结合实际案例对MCFs的设计及构建策略进行综述,首先回顾传统诱变育种和代谢工程指导的理性/半理性设计策略,探讨如何突破代谢工程经典框架的限制,实现全基因组水平定制化MCFs的快速构建,最后对这一新的构建范式的未来进行展望.

关键词

生物制造/微生物细胞工厂/代谢工程/基因型-表型关联/数据驱动

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基金项目

国家自然科学基金重点项目(2193000018)

国家重点研发计划(2019YFA0904802)

出版年

2020

合成生物学

CSCD北大核心

ISSN：

被引量8

参考文献量1

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