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加快打造原始創(chuàng)新策源地，加快突破關(guān)鍵核心技術(shù),，努力搶占科技制高點,，為把我國建設(shè)成為世界科技強(qiáng)國作出新的更大的貢獻(xiàn)。

——習(xí)近平總書記在致中國科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求

面向世界科技前沿,、面向經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場,、面向國家重大需求、面向人民生命健康,，率先實現(xiàn)科學(xué)技術(shù)跨越發(fā)展,，率先建成國家創(chuàng)新人才高地，率先建成國家高水平科技智庫,，率先建設(shè)國際一流科研機(jī)構(gòu),。

——中國科學(xué)院辦院方針

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天津工生所開發(fā)出定量異源途徑設(shè)計方法

2024-10-23 天津工業(yè)生物技術(shù)研究所

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在構(gòu)建高效細(xì)胞工廠的過程中,，代謝途徑的合理設(shè)計至關(guān)重要。一般情況下,，在微生物宿主中引入異源途徑是代謝工程和合成生物學(xué)的常用策略,。這一策略可以擴(kuò)展微生物的代謝潛能，實現(xiàn)從無到有的產(chǎn)品合成,，并能夠優(yōu)化代謝通量,，提高產(chǎn)品得率，實現(xiàn)從有到優(yōu)的轉(zhuǎn)變,。然而,，現(xiàn)有的異源途徑設(shè)計方法聚焦于產(chǎn)品合成的可行性即定性地從無到有進(jìn)行途徑設(shè)計，而缺乏系統(tǒng)性的定量地從有到優(yōu)的異源途徑設(shè)計研究,，限制了對大規(guī)模生化產(chǎn)品得率提升策略的研究,。

近日，中國科學(xué)院天津工業(yè)生物技術(shù)研究所開發(fā)了定量異源途徑設(shè)計方法QHEPath,。利用這一方法,，該研究系統(tǒng)評估了5種常用工業(yè)微生物在4種底物下合成300種生化產(chǎn)品的12,000個生物合成場景。結(jié)果表明,，超過70%產(chǎn)品途徑的理論得率有潛力通過引入合適的異源反應(yīng)得以提升,。同時，研究總結(jié)了13種通用的途徑優(yōu)化策略,。這些策略分為碳節(jié)約類和能量節(jié)約類,。其中，5種策略對100多種產(chǎn)品的得率提升均有效,。進(jìn)而,，為了使生物學(xué)家能夠更便捷地應(yīng)用這一方法，該團(tuán)隊搭建了在線異源途徑設(shè)計平臺QHEPath（https://qhepath.biodesign.ac.cn/）,。該平臺能夠定量計算并可視化35種微生物宿主中產(chǎn)品的高得率合成途徑,，并預(yù)測了文獻(xiàn)中多種產(chǎn)品的途徑優(yōu)化策略。

相關(guān)研究成果在線發(fā)表在Advanced Science上,。研究工作得到國家自然科學(xué)基金,、中國科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項、天津市合成生物技術(shù)創(chuàng)新能力提升行動專項等的支持,。

論文鏈接

定量途徑設(shè)計工具QHEPath框架圖

在構(gòu)建高效細(xì)胞工廠的過程中,，代謝途徑的合理設(shè)計至關(guān)重要,。一般情況下，在微生物宿主中引入異源途徑是代謝工程和合成生物學(xué)的常用策略,。這一策略可以擴(kuò)展微生物的代謝潛能,，實現(xiàn)從無到有的產(chǎn)品合成，并能夠優(yōu)化代謝通量,，提高產(chǎn)品得率,，實現(xiàn)從有到優(yōu)的轉(zhuǎn)變。然而,，現(xiàn)有的異源途徑設(shè)計方法聚焦于產(chǎn)品合成的可行性即定性地從無到有進(jìn)行途徑設(shè)計,，而缺乏系統(tǒng)性的定量地從有到優(yōu)的異源途徑設(shè)計研究，限制了對大規(guī)模生化產(chǎn)品得率提升策略的研究,。近日,，中國科學(xué)院天津工業(yè)生物技術(shù)研究所開發(fā)了定量異源途徑設(shè)計方法QHEPath。利用這一方法,，該研究系統(tǒng)評估了5種常用工業(yè)微生物在4種底物下合成300種生化產(chǎn)品的12,000個生物合成場景,。結(jié)果表明，超過70%產(chǎn)品途徑的理論得率有潛力通過引入合適的異源反應(yīng)得以提升,。同時,，研究總結(jié)了13種通用的途徑優(yōu)化策略。這些策略分為碳節(jié)約類和能量節(jié)約類,。其中,，5種策略對100多種產(chǎn)品的得率提升均有效,。進(jìn)而,，為了使生物學(xué)家能夠更便捷地應(yīng)用這一方法，該團(tuán)隊搭建了在線異源途徑設(shè)計平臺QHEPath（https://qhepath.biodesign.ac.cn/）,。該平臺能夠定量計算并可視化35種微生物宿主中產(chǎn)品的高得率合成途徑,，并預(yù)測了文獻(xiàn)中多種產(chǎn)品的途徑優(yōu)化策略。相關(guān)研究成果在線發(fā)表在Advanced Science上,。研究工作得到國家自然科學(xué)基金,、中國科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項、天津市合成生物技術(shù)創(chuàng)新能力提升行動專項等的支持,。論文鏈接定量途徑設(shè)計工具QHEPath框架圖

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