设施:PCR 装置-自动热循环仪(Applied biosystems)凝胶文档系统(Biorad)、HPLC – 制备和分析(Shimadzu)、二氧化碳培养箱、蛋白质凝胶电泳系统(Amersham Pharmacia)、色谱柱(Amersham Pharmacia)、冷冻离心机(Heraeus)、分光光度计(Shimadzu 2)、14 升发酵罐 - 全自动(Scigenics)、迷你发酵罐(Eyela Inc. Japan)、伽马计数器(ECI)、相差显微镜(Nikon,日本)、倒置相差显微镜(Olympus CK 40)、冻干机(Yamata Neocool,日本)、电子天平(Mettler)、实时 PCR 应用生物系统)、纳米分光光度计、低温恒温器、-80˚C 深度冷冻机(Thermo、Panasonic、 Eppendorf)、脉冲场凝胶电泳 (PFGE)-Bio-Rad、II 级生物安全柜、步入式冷藏室、多模式平板读数器、荧光细胞分选器- FAC、带照相机附件和其他配件的倒置显微镜、荧光显微镜、植物组织培养设施、动物细胞培养设施、斑马鱼设施、秀丽隐杆线虫设施、小动物设施。
代谢工程和合成生物学方法已经繁荣了生物技术领域,其中主要重点是大肠杆菌和酿酒酵母作为微生物的工作试验。在近年来,作为生产宿主的革兰氏阳性细菌乳酸菌和枯草芽孢杆菌的注意力越来越多。本评论将证明这些细菌可以设计的不同水平及其各种应用可能性。例如,工程化的乳酸乳杆菌菌株对生物医学应用显示出巨大的希望。此外,我们还提供了最新的合成生物学工具的概述,这些工具促进了这两种微生物的使用。
基因组学全基因组测序 (WGS)、比较基因组学预测生物合成途径、菌株改良实现代谢工程、深入了解负责次级代谢产物产生的基因簇
摘要 驯化微藻有望为人类家庭和工业消费提供可持续的各种生物资源。由于微藻工程技术的限制,其潜力还远未得到充分挖掘。相关技术不如异养微生物、蓝藻和植物的技术那么发达。然而,最近对微藻代谢工程、基因组编辑和合成生物学的研究极大地帮助提高了转化效率,并为该领域带来了新的见解。因此,本文总结了微藻生物技术的最新发展,并探讨了通过代谢工程和合成生物学过程生产特色产品和商品产品的前景。在简要介绍了经验工程方法和载体设计之后,本文重点介绍了定量转化盒设计,详细阐述了目标编辑方法和新兴的藻类细胞代谢数字化设计,以实现高产量的有价值产品。这些进步使得微藻工程方式从单基因和基于酶的代谢工程转变为系统级精确工程,从带有转基因 (GM) 标签的细胞转变为不带转基因标签的细胞,并最终从概念验证转变为切实的工业应用。最后,提出了微藻工程的未来趋势,旨在为特定菌株的特色产品和商品产品在新发现的物种中建立个性化转化系统,同时在模型藻类物种中开发复杂的通用工具包。
摘要:微生物通常会生产许多高需求的工业产品,例如燃料,食品,维塔米和其他化学物质。微生物菌株是微生物的菌株,可以通过代谢工程进行优化以改善其技术特性。代谢工程是克服细胞调节以获得所需产品或生成宿主细胞通常不需要产生的新产品的过程。遗传操作(例如基因敲除)的预测是代谢工程的一部分。基因敲除可用于优化微生物菌株,例如最大化感兴趣的化学品的产量。代谢和基因工程对于培养感兴趣的化学物质很重要,因为没有它们,许多微生物的产物通常很低。结果,本文的目的是提出蝙蝠算法和代谢调节(BATMOMA)的最小化的组合,以预测哪些基因敲除,以提高埃斯切里希亚大肠杆菌(E. Coli)中的琥珀酸和乳酸产量。
摘要:植物是各种药物开发过程中生物活性分子的重要来源。四柱树是一种濒临灭绝的药用植物,因其广泛的治疗作用而闻名于世。人们已从这种植物中鉴定出许多生物活性分子,包括许多类次生代谢产物,如黄酮类化合物、酚类化合物、萜类化合物、类固醇、生物碱等。由于其生长缓慢,通常需要 3-5 年才能成为这种植物的商业药用材料。此外,四柱树含有少量的特定生物活性化合物,很难轻易分离。目前,科学家正尝试以不同的方式增加药用植物中生物活性分子的产量或化学合成它们。基因组工具有助于了解药用植物的基因组组织,并导致操纵负责各种生物合成途径的基因。代谢工程通过引入可操纵的生物合成途径来获得高水平的理想生物活性分子,从而可以提高次生代谢产物的产量。代谢工程是一种在短时间内提高次生代谢产物产量的有前途的方法。在这篇综述中,我们重点介绍了用于提高 T. hemsleyanum 中药物应用的次生代谢产物产量的各种生物技术方法的范围。此外,我们总结了代谢工程在提高 T. hemsleyanum 生物活性分子产量方面所取得的进展。这可能有助于减少对 T. hemsleyanum 自然栖息地的破坏,并通过未来经济高效地生产生物活性分子来保护它们。
微生物生产精细化学品(如有机酸)的基因表达代谢调控是后基因组代谢工程中的一个重要研究课题。特别是,转录因子 (TF) 能够在时间和空间上精确响应来自内部和外部环境的各种小分子、信号和刺激的能力对于代谢途径工程和菌株开发至关重要。作为关键组成部分,TF 用于使用合成生物学方法在体内构建许多生物传感器,可用于监测有机酸生产中细胞内代谢物的浓度,否则这些代谢物在细胞内环境中将保持“不可见”。基于 TF 的生物传感器还为快速菌株进化提供了一种高通量筛选方法。此外,TF 是重要的全局调节器,可控制有机酸生物合成途径中关键酶的表达水平,从而决定代谢网络的结果。在这里,我们回顾了 TF 识别、工程和代谢工程应用的最新进展,重点介绍了有机酸生物生产的代谢物监测和高通量菌株进化。
摘要作为重要的基因组编辑工具,CRISPR/CAS系统,尤其是基于II型Cas9和V型Cas12a的基因组系统,被广泛用于细菌的遗传和代谢工程中。但是,Cas9和Cas12A-介导的CRISPR/CAS工具的内在毒性会导致某些菌株的细胞死亡,从而导致内源性I型和III型CRISPR/CAS系统的发展。但是,这些系统受到复杂的开发和有限的应用的阻碍。因此,需要进一步开发和优化CRISPR/CAS系统。在这里,我们将不同类型的CRISPR/CAS系统的机制简要概括为基因操纵工具,并比较其功能以提供选择不同的CRISPR/CAS工具的参考。然后,我们显示了CRISPR/CAS技术在细菌应变演化和代谢工程中的使用,包括基因组编辑,基因表达调节和基础编辑器工具。最后,我们为细菌CRISPR/CAS技术提供了未来的方向。关键字:CRISPR/CAS系统,基因组编辑,细菌
chbe 6760。生物催化和代谢工程。3个学时。本课程可深入覆盖生物催化和代谢工程的各种主题。本课程的目标是发展对蛋白质作为催化剂的理解,它们在代谢网络中的功能,其在各个行业中的应用以及承认其在科学和工程中的未来挑战的潜力。与Chem 6760交叉列表。
entic工程有可能提高食物链中植物营养素的水平,从而降低许多慢性疾病的风险。可以通过使用食品作物中存在的自然遗传变异或通过遗传工程来实现代谢工程来实现生物化。但是,需要进行一项重要的基础研究,以阐明什么是植物营养素,当人类消耗时其生理影响,预防疾病的作用机理,对食物基质的影响以及