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由于对生物反应器工艺条件下细胞代谢的了解有限，使用中国仓鼠卵巢 (CHO) 细胞作为宿主进行有效的生物工艺开发受到阻碍。虽然已经开发出了系统性工具（例如基因组规模模型），但它们在工艺开发中的价值尚未得到令人满意的展示和利用。在本研究中，我们提出了一种使用基因组规模模型分析现有工艺研究以优化生物工艺的方法。首先，我们使用现有的工业 CHO 细胞培养实验系统地获得生物工艺开发的代谢见解。使用相同细胞系和工艺的两种补料分批培养，通过补充两种不同类型的补料培养基产生了不同的滴度。应用基因组规模模型从细胞外代谢组学计算通量组学（即细胞内通量），然后通过这两种细胞培养条件之间的通路分析进一步分析代谢差异。此时，我们使用 RNA-Seq 的转录组学数据进行比较，发现通路分析与通量分析结果一致。在第二阶段，我们基于第一阶段的理解开发了一种基于建模的培养基优化方法，以提高抗体产量。使用基因组规模模型对新设计进行了计算机测试，然后通过实验进行了验证，证实了这种基于建模的方法适用于生物过程优化。本研究提出的框架可以最大限度地利用现有的过程研究，并最大限度地减少开发新过程所需的实证工作时间。
生物化工工程杂志
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