- ข้อความ
- ประวัติศาสตร์
1. IntroductionThe scope and prospe
1. Introduction
The scope and prospect of synthetic biology is continuously evolving and expanding (Andrianantoandro et al., 2006, Cameron et al., 2014 and Purnick and Weiss, 2009), yet fundamentally relies on the premise that biology can be built from a collection of well-characterized parts and subsystems. For more conventional, model organisms (such as Escherichia coli and Saccharomyces cerevisiae), this approach is aided by existing and ongoing efforts to catalogue synthetic parts and genome editing tools ( Lee et al., 2015 and Purnick and Weiss, 2009). The general tractable nature of genetic modifications and basic molecular biology and protein expression tools in these organisms aids such efforts (Ferrer-Miralles et al., 2009). In recent years, one of the major breakthrough areas for synthetic biology is expediting the often long and costly design-build-test cycle for industrial biotechnology. With the aid of modern genome editing tools, panels of production strains can now be created at unprecedented rates to support high throughput studies of genotype to phenotype relationships (Bao et al., 2015). The emergence of this capacity promises to spark a renaissance in the complex rewiring and engineering of organisms for production purposes. These synthetic biological capabilities have enabled impressive engineering efforts in model organisms, but there are many other non-conventional organisms of great interest to industrial biotechnology for which synthetic biology approaches are far more immature. The promise of synthetic biology in these organisms could significantly impact the metabolic engineering and recombinant protein production fields by establishing unique and robust expression and production platforms for biomanufacturing.
The potential of synthetic biology for rewiring organisms for production begets the question of which organism to choose, especially when not restricted to model organisms (Alper and Stephanopoulos, 2009). The ideal expression system would be a universal platform capable of efficiently upgrading a variety of low-cost feedstock into value-added, renewable products. At the same time, the choice of host system imparts a substantial effect on industrial production (Westfall et al., 2012), as production-relevant phenotypes are usually multifactorial and difficult to unravel (Mateos et al., 2006 and Stahmann et al., 2001). The innate advantages of a particular host or strain may include tolerance for high concentrations of product or precursor (Ling et al., 2014 and Peralta-Yahya et al., 2012), moderate to high de novo synthesis of precursors or product ( Blazeck et al., 2014), or robustness to processing conditions ( Dijkstra et al., 2014 and Hahn-Hägerdal et al., 2005). These complex traits are often difficult to characterize and reductively define, and thus they are not easily transferred into another preferred strain or organism.
Despite their higher relative complexity, yeasts tend to have many beneficial, industrially attractive traits relative to commonly used bacteria such as E. coli ( Chen and Nielsen, 2013, Kim et al., 2014, Liu et al., 2013 and Wildt and Gerngross, 2005). A few of these attributes include: growth to high cell densities on a wide variety of carbon sources, ability to perform a variety of post-translational modifications, potential to compartmentalize reactions in organelles, high secretion capacity, and a lack of susceptibility to infectious agents like bacteriophage (Blount et al., 2012). While filamentous fungi also share many of these advantageous characteristics, they are often more difficult to transform with exogenous DNA (Kawai et al., 2010) and less amenable to simple bioreactor cultivation. The process engineering complexity of large-scale growth of filamentous fungi is due in part to variations in hyphal morphology that can lead to rheological mixing challenges and mass transfer limitations (Gibbs et al., 2000).
The vast majority of yeast synthetic biology tools have been developed in S. cerevisiae due to its well-annotated genome, genetic tractability, and overall ease of use ( Nielsen et al., 2013). Likewise, the model yeast S. cerevisiae has historically dominated the arena of modified yeasts for industrial processing. However, there are many other non-conventional yeast hosts with favorable traits ( Buckholz and Gleeson, 1991 and Gellissen et al., 2005), some of which are also used for industrial bioprocesses. In particular, with advances in synthetic biology, non-conventional yeasts such as Hansenula polymorpha (syn. Ogataea polymorpha), Kluyveromyces lactis, Pichia pastoris (syn. Komagataella pastoris), and Yarrowia lipolytica may take on expanded roles as industrial hosts.
In this review, we highlight the advances of synthetic biology in light of these four promising non-conventional yeast strains. Specifically, we describe the importance and status of basic synthetic parts, enabling molecular biology techniques, and genome-editing t
The scope and prospect of synthetic biology is continuously evolving and expanding (Andrianantoandro et al., 2006, Cameron et al., 2014 and Purnick and Weiss, 2009), yet fundamentally relies on the premise that biology can be built from a collection of well-characterized parts and subsystems. For more conventional, model organisms (such as Escherichia coli and Saccharomyces cerevisiae), this approach is aided by existing and ongoing efforts to catalogue synthetic parts and genome editing tools ( Lee et al., 2015 and Purnick and Weiss, 2009). The general tractable nature of genetic modifications and basic molecular biology and protein expression tools in these organisms aids such efforts (Ferrer-Miralles et al., 2009). In recent years, one of the major breakthrough areas for synthetic biology is expediting the often long and costly design-build-test cycle for industrial biotechnology. With the aid of modern genome editing tools, panels of production strains can now be created at unprecedented rates to support high throughput studies of genotype to phenotype relationships (Bao et al., 2015). The emergence of this capacity promises to spark a renaissance in the complex rewiring and engineering of organisms for production purposes. These synthetic biological capabilities have enabled impressive engineering efforts in model organisms, but there are many other non-conventional organisms of great interest to industrial biotechnology for which synthetic biology approaches are far more immature. The promise of synthetic biology in these organisms could significantly impact the metabolic engineering and recombinant protein production fields by establishing unique and robust expression and production platforms for biomanufacturing.
The potential of synthetic biology for rewiring organisms for production begets the question of which organism to choose, especially when not restricted to model organisms (Alper and Stephanopoulos, 2009). The ideal expression system would be a universal platform capable of efficiently upgrading a variety of low-cost feedstock into value-added, renewable products. At the same time, the choice of host system imparts a substantial effect on industrial production (Westfall et al., 2012), as production-relevant phenotypes are usually multifactorial and difficult to unravel (Mateos et al., 2006 and Stahmann et al., 2001). The innate advantages of a particular host or strain may include tolerance for high concentrations of product or precursor (Ling et al., 2014 and Peralta-Yahya et al., 2012), moderate to high de novo synthesis of precursors or product ( Blazeck et al., 2014), or robustness to processing conditions ( Dijkstra et al., 2014 and Hahn-Hägerdal et al., 2005). These complex traits are often difficult to characterize and reductively define, and thus they are not easily transferred into another preferred strain or organism.
Despite their higher relative complexity, yeasts tend to have many beneficial, industrially attractive traits relative to commonly used bacteria such as E. coli ( Chen and Nielsen, 2013, Kim et al., 2014, Liu et al., 2013 and Wildt and Gerngross, 2005). A few of these attributes include: growth to high cell densities on a wide variety of carbon sources, ability to perform a variety of post-translational modifications, potential to compartmentalize reactions in organelles, high secretion capacity, and a lack of susceptibility to infectious agents like bacteriophage (Blount et al., 2012). While filamentous fungi also share many of these advantageous characteristics, they are often more difficult to transform with exogenous DNA (Kawai et al., 2010) and less amenable to simple bioreactor cultivation. The process engineering complexity of large-scale growth of filamentous fungi is due in part to variations in hyphal morphology that can lead to rheological mixing challenges and mass transfer limitations (Gibbs et al., 2000).
The vast majority of yeast synthetic biology tools have been developed in S. cerevisiae due to its well-annotated genome, genetic tractability, and overall ease of use ( Nielsen et al., 2013). Likewise, the model yeast S. cerevisiae has historically dominated the arena of modified yeasts for industrial processing. However, there are many other non-conventional yeast hosts with favorable traits ( Buckholz and Gleeson, 1991 and Gellissen et al., 2005), some of which are also used for industrial bioprocesses. In particular, with advances in synthetic biology, non-conventional yeasts such as Hansenula polymorpha (syn. Ogataea polymorpha), Kluyveromyces lactis, Pichia pastoris (syn. Komagataella pastoris), and Yarrowia lipolytica may take on expanded roles as industrial hosts.
In this review, we highlight the advances of synthetic biology in light of these four promising non-conventional yeast strains. Specifically, we describe the importance and status of basic synthetic parts, enabling molecular biology techniques, and genome-editing t
0/5000
บทนำThe scope and prospect of synthetic biology is continuously evolving and expanding (Andrianantoandro et al., 2006, Cameron et al., 2014 and Purnick and Weiss, 2009), yet fundamentally relies on the premise that biology can be built from a collection of well-characterized parts and subsystems. For more conventional, model organisms (such as Escherichia coli and Saccharomyces cerevisiae), this approach is aided by existing and ongoing efforts to catalogue synthetic parts and genome editing tools ( Lee et al., 2015 and Purnick and Weiss, 2009). The general tractable nature of genetic modifications and basic molecular biology and protein expression tools in these organisms aids such efforts (Ferrer-Miralles et al., 2009). In recent years, one of the major breakthrough areas for synthetic biology is expediting the often long and costly design-build-test cycle for industrial biotechnology. With the aid of modern genome editing tools, panels of production strains can now be created at unprecedented rates to support high throughput studies of genotype to phenotype relationships (Bao et al., 2015). The emergence of this capacity promises to spark a renaissance in the complex rewiring and engineering of organisms for production purposes. These synthetic biological capabilities have enabled impressive engineering efforts in model organisms, but there are many other non-conventional organisms of great interest to industrial biotechnology for which synthetic biology approaches are far more immature. The promise of synthetic biology in these organisms could significantly impact the metabolic engineering and recombinant protein production fields by establishing unique and robust expression and production platforms for biomanufacturing.The potential of synthetic biology for rewiring organisms for production begets the question of which organism to choose, especially when not restricted to model organisms (Alper and Stephanopoulos, 2009). The ideal expression system would be a universal platform capable of efficiently upgrading a variety of low-cost feedstock into value-added, renewable products. At the same time, the choice of host system imparts a substantial effect on industrial production (Westfall et al., 2012), as production-relevant phenotypes are usually multifactorial and difficult to unravel (Mateos et al., 2006 and Stahmann et al., 2001). The innate advantages of a particular host or strain may include tolerance for high concentrations of product or precursor (Ling et al., 2014 and Peralta-Yahya et al., 2012), moderate to high de novo synthesis of precursors or product ( Blazeck et al., 2014), or robustness to processing conditions ( Dijkstra et al., 2014 and Hahn-Hägerdal et al., 2005). These complex traits are often difficult to characterize and reductively define, and thus they are not easily transferred into another preferred strain or organism.Despite their higher relative complexity, yeasts tend to have many beneficial, industrially attractive traits relative to commonly used bacteria such as E. coli ( Chen and Nielsen, 2013, Kim et al., 2014, Liu et al., 2013 and Wildt and Gerngross, 2005). A few of these attributes include: growth to high cell densities on a wide variety of carbon sources, ability to perform a variety of post-translational modifications, potential to compartmentalize reactions in organelles, high secretion capacity, and a lack of susceptibility to infectious agents like bacteriophage (Blount et al., 2012). While filamentous fungi also share many of these advantageous characteristics, they are often more difficult to transform with exogenous DNA (Kawai et al., 2010) and less amenable to simple bioreactor cultivation. The process engineering complexity of large-scale growth of filamentous fungi is due in part to variations in hyphal morphology that can lead to rheological mixing challenges and mass transfer limitations (Gibbs et al., 2000).
The vast majority of yeast synthetic biology tools have been developed in S. cerevisiae due to its well-annotated genome, genetic tractability, and overall ease of use ( Nielsen et al., 2013). Likewise, the model yeast S. cerevisiae has historically dominated the arena of modified yeasts for industrial processing. However, there are many other non-conventional yeast hosts with favorable traits ( Buckholz and Gleeson, 1991 and Gellissen et al., 2005), some of which are also used for industrial bioprocesses. In particular, with advances in synthetic biology, non-conventional yeasts such as Hansenula polymorpha (syn. Ogataea polymorpha), Kluyveromyces lactis, Pichia pastoris (syn. Komagataella pastoris), and Yarrowia lipolytica may take on expanded roles as industrial hosts.
In this review, we highlight the advances of synthetic biology in light of these four promising non-conventional yeast strains. Specifically, we describe the importance and status of basic synthetic parts, enabling molecular biology techniques, and genome-editing t
The vast majority of yeast synthetic biology tools have been developed in S. cerevisiae due to its well-annotated genome, genetic tractability, and overall ease of use ( Nielsen et al., 2013). Likewise, the model yeast S. cerevisiae has historically dominated the arena of modified yeasts for industrial processing. However, there are many other non-conventional yeast hosts with favorable traits ( Buckholz and Gleeson, 1991 and Gellissen et al., 2005), some of which are also used for industrial bioprocesses. In particular, with advances in synthetic biology, non-conventional yeasts such as Hansenula polymorpha (syn. Ogataea polymorpha), Kluyveromyces lactis, Pichia pastoris (syn. Komagataella pastoris), and Yarrowia lipolytica may take on expanded roles as industrial hosts.
In this review, we highlight the advances of synthetic biology in light of these four promising non-conventional yeast strains. Specifically, we describe the importance and status of basic synthetic parts, enabling molecular biology techniques, and genome-editing t
การแปล กรุณารอสักครู่..
1. บทนำ
ขอบเขตและความคาดหวังของชีววิทยาสังเคราะห์พัฒนาอย่างต่อเนื่องและการขยายตัว (Andrianantoandro et al., 2006 คาเมรอน et al., ปี 2014 และ Purnick และไวส์ 2009) ยังต้องอาศัยพื้นฐานบนสมมติฐานที่ว่าชีววิทยาสามารถสร้างขึ้นจาก คอลเลกชันของชิ้นส่วนที่ดีโดดเด่นและระบบย่อย สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมธรรมดามีชีวิตรูปแบบ (เช่น Escherichia coli และ Saccharomyces cerevisiae) วิธีการนี้ได้รับความช่วยเหลือจากที่มีอยู่และความพยายามอย่างต่อเนื่องเพื่อแคตตาล็อกชิ้นส่วนสังเคราะห์และเครื่องมือในการแก้ไขจีโนม (Lee et al., 2015 Purnick และไวส์ 2009) ธรรมชาติเวไนยทั่วไปของการปรับเปลี่ยนพันธุกรรมและพื้นฐานทางชีววิทยาโมเลกุลและการแสดงออกของโปรตีนเครื่องมือในการมีชีวิตเหล่านี้โรคเอดส์ความพยายามดังกล่าว (เรอ-Miralles et al., 2009) ในปีที่ผ่านมาซึ่งเป็นหนึ่งในพื้นที่ที่สำคัญสำหรับการพัฒนาทางชีววิทยาสังเคราะห์เร่งวงจรการออกแบบสร้างทดสอบมักจะยาวและมีค่าใช้จ่ายสำหรับอุตสาหกรรมเทคโนโลยีชีวภาพ ด้วยความช่วยเหลือของเครื่องมือในการแก้ไขจีโนมที่ทันสมัย, การติดตั้งสายพันธุ์การผลิตในขณะนี้สามารถสร้างขึ้นในอัตราที่ไม่เคยปรากฏมาเพื่อสนับสนุนการศึกษาสูง throughput จีโนไทป์ความสัมพันธ์ฟีโนไทป์ (Bao et al., 2015) การเกิดขึ้นของกำลังการผลิตนี้สัญญาว่าจะจุดประกายยุคฟื้นฟูศิลปวิทยาในเดินสายซับซ้อนและวิศวกรรมของสิ่งมีชีวิตเพื่อวัตถุประสงค์ในการผลิต ความสามารถเหล่านี้ทางชีวภาพสังเคราะห์ได้เปิดใช้งานความพยายามด้านวิศวกรรมที่น่าประทับใจในสิ่งมีชีวิตรุ่น แต่มีหลายสิ่งมีชีวิตที่ไม่ธรรมดาน่าสนใจอื่น ๆ ที่ดีในอุตสาหกรรมเทคโนโลยีชีวภาพซึ่งวิธีชีววิทยาสังเคราะห์ที่อยู่ห่างไกลที่ยังไม่บรรลุนิติภาวะมากขึ้น สัญญาของชีววิทยาสังเคราะห์ในสิ่งมีชีวิตเหล่านี้อย่างมีนัยสำคัญอาจส่งผลกระทบด้านวิศวกรรมการเผาผลาญอาหารและสาขาการผลิตโปรตีนโดยการสร้างที่ไม่ซ้ำกันและมีประสิทธิภาพการแสดงออกและการผลิตแพลตฟอร์มสำหรับ biomanufacturing. ศักยภาพของชีววิทยาสังเคราะห์สำหรับ rewiring ชีวิตสำหรับการผลิตนิสัยคำถามที่มีชีวิตที่จะเลือก โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อไม่ได้ จำกัด อยู่กับสิ่งมีชีวิตรูปแบบ (Alper และ Stephanopoulos 2009) ระบบการแสดงออกที่เหมาะจะเป็นเวทีสากลได้อย่างมีประสิทธิภาพความสามารถในการอัพเกรดความหลากหลายของวัตถุดิบที่มีต้นทุนต่ำลงในผลิตภัณฑ์ทดแทนที่มีมูลค่าเพิ่ม ในขณะเดียวกันทางเลือกของระบบโฮสต์ภูมิต้านทานผลอย่างมากต่อการผลิตภาคอุตสาหกรรม (เวสท์ et al., 2012) เช่น phenotypes การผลิตที่เกี่ยวข้องมักจะ multifactorial และยากที่จะคลี่คลาย (ซ, et al., 2006 และ Stahmann et al, , 2001) ข้อได้เปรียบโดยธรรมชาติของโฮสต์เฉพาะหรือความเครียดอาจรวมถึงความอดทนสำหรับความเข้มข้นสูงของผลิตภัณฑ์หรือสารตั้งต้น (หลิง et al., ปี 2014 และ Peralta-Yahya et al., 2012) ในระดับปานกลางถึงสูงสังเคราะห์เดอโนโวของสารตั้งต้นหรือผลิตภัณฑ์ (Blazeck et al., 2014) หรือความทนทานกับสภาพการประมวลผล (Dijkstra et al., ปี 2014 และ Hahn-Hägerdal et al., 2005) ลักษณะที่ซับซ้อนเหล่านี้มักจะยากที่จะอธิบายลักษณะและ reductively กำหนดและทำให้พวกเขาจะไม่โอนได้อย่างง่ายดายไปยังอีกสายพันธุ์ที่ต้องการหรือสิ่งมีชีวิต. แม้จะมีความซับซ้อนญาติของพวกเขาสูงขึ้นยีสต์มักจะมีประโยชน์ในลักษณะที่น่าสนใจในอุตสาหกรรมจำนวนมากเมื่อเทียบกับที่ใช้กันทั่วไปแบคทีเรียเช่น E . โคไล (เฉินและนีลเส็น 2013 คิม et al., 2014 หลิว et al., 2013 Wildt และ Gerngross 2005) ไม่กี่ของคุณลักษณะเหล่านี้รวมถึง: การเจริญเติบโตความหนาแน่นของเซลล์สูงบนความหลากหลายของแหล่งคาร์บอนความสามารถในการดำเนินการความหลากหลายของการปรับเปลี่ยนการโพสต์แปลที่มีศักยภาพที่จะ compartmentalize ปฏิกิริยาใน organelles จุหลั่งสูงและการขาดความไวต่อการติดเชื้อ เช่น bacteriophage (Blount et al., 2012) ในขณะที่เชื้อรายังมีการแบ่งหลายลักษณะเหล่านี้เปรียบพวกเขามักจะขึ้นยากที่จะเปลี่ยนกับดีเอ็นเอจากภายนอก (Kawai et al., 2010) และน้อยคล้อยตามการเพาะปลูกเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพง่าย ความซับซ้อนวิศวกรรมกระบวนการของการเจริญเติบโตขนาดใหญ่ของเชื้อราเป็นเพราะในส่วนของรูปแบบในเส้นใยสัณฐานวิทยาที่สามารถนำไปสู่ความท้าทายผสมไหลและข้อ จำกัด การถ่ายโอนมวล (กิ๊บส์ et al., 2000). ส่วนใหญ่ของยีสต์เครื่องมือชีววิทยาสังเคราะห์มี รับการพัฒนาใน S. cerevisiae เนื่องจากจีโนมของดีข้อเขียน, จัดการได้ง่ายทางพันธุกรรมและความสะดวกในการใช้งานโดยรวมของ (นีลเซ่น et al., 2013) ในทำนองเดียวกันรูปแบบยีสต์ S. cerevisiae ได้ครอบงำอดีตเวทีของยีสต์การแก้ไขสำหรับการประมวลผลอุตสาหกรรม อย่างไรก็ตามมีหลายเจ้าภาพยีสต์อื่น ๆ ที่ไม่ธรรมดากับลักษณะที่ดี (Buckholz และกลีสัน, ปี 1991 และ Gellissen et al., 2005) ซึ่งบางส่วนยังใช้สำหรับกระบวนการทางชีวภาพอุตสาหกรรม โดยเฉพาะอย่างยิ่งกับความก้าวหน้าในทางชีววิทยาสังเคราะห์ยีสต์ที่ไม่ธรรมดาเช่น Hansenula polymorpha (SYN. Ogataea polymorpha) Kluyveromyces lactis, Pichia pastoris (SYN. Komagataella pastoris) และ Yarrowia lipolytica อาจจะได้รับบทบาทที่ขยายตัวในฐานะเจ้าภาพอุตสาหกรรม. ในการนี้ การตรวจสอบเราเน้นความก้าวหน้าของชีววิทยาสังเคราะห์ในแง่ของเหล่าสี่สายพันธุ์ยีสต์ที่ไม่ธรรมดาที่มีแนวโน้ม โดยเฉพาะเราจะอธิบายถึงความสำคัญและสถานะของชิ้นส่วนสังเคราะห์ขั้นพื้นฐานเปิดใช้เทคนิคทางอณูชีววิทยาและจีโนมการแก้ไข T
ขอบเขตและความคาดหวังของชีววิทยาสังเคราะห์พัฒนาอย่างต่อเนื่องและการขยายตัว (Andrianantoandro et al., 2006 คาเมรอน et al., ปี 2014 และ Purnick และไวส์ 2009) ยังต้องอาศัยพื้นฐานบนสมมติฐานที่ว่าชีววิทยาสามารถสร้างขึ้นจาก คอลเลกชันของชิ้นส่วนที่ดีโดดเด่นและระบบย่อย สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมธรรมดามีชีวิตรูปแบบ (เช่น Escherichia coli และ Saccharomyces cerevisiae) วิธีการนี้ได้รับความช่วยเหลือจากที่มีอยู่และความพยายามอย่างต่อเนื่องเพื่อแคตตาล็อกชิ้นส่วนสังเคราะห์และเครื่องมือในการแก้ไขจีโนม (Lee et al., 2015 Purnick และไวส์ 2009) ธรรมชาติเวไนยทั่วไปของการปรับเปลี่ยนพันธุกรรมและพื้นฐานทางชีววิทยาโมเลกุลและการแสดงออกของโปรตีนเครื่องมือในการมีชีวิตเหล่านี้โรคเอดส์ความพยายามดังกล่าว (เรอ-Miralles et al., 2009) ในปีที่ผ่านมาซึ่งเป็นหนึ่งในพื้นที่ที่สำคัญสำหรับการพัฒนาทางชีววิทยาสังเคราะห์เร่งวงจรการออกแบบสร้างทดสอบมักจะยาวและมีค่าใช้จ่ายสำหรับอุตสาหกรรมเทคโนโลยีชีวภาพ ด้วยความช่วยเหลือของเครื่องมือในการแก้ไขจีโนมที่ทันสมัย, การติดตั้งสายพันธุ์การผลิตในขณะนี้สามารถสร้างขึ้นในอัตราที่ไม่เคยปรากฏมาเพื่อสนับสนุนการศึกษาสูง throughput จีโนไทป์ความสัมพันธ์ฟีโนไทป์ (Bao et al., 2015) การเกิดขึ้นของกำลังการผลิตนี้สัญญาว่าจะจุดประกายยุคฟื้นฟูศิลปวิทยาในเดินสายซับซ้อนและวิศวกรรมของสิ่งมีชีวิตเพื่อวัตถุประสงค์ในการผลิต ความสามารถเหล่านี้ทางชีวภาพสังเคราะห์ได้เปิดใช้งานความพยายามด้านวิศวกรรมที่น่าประทับใจในสิ่งมีชีวิตรุ่น แต่มีหลายสิ่งมีชีวิตที่ไม่ธรรมดาน่าสนใจอื่น ๆ ที่ดีในอุตสาหกรรมเทคโนโลยีชีวภาพซึ่งวิธีชีววิทยาสังเคราะห์ที่อยู่ห่างไกลที่ยังไม่บรรลุนิติภาวะมากขึ้น สัญญาของชีววิทยาสังเคราะห์ในสิ่งมีชีวิตเหล่านี้อย่างมีนัยสำคัญอาจส่งผลกระทบด้านวิศวกรรมการเผาผลาญอาหารและสาขาการผลิตโปรตีนโดยการสร้างที่ไม่ซ้ำกันและมีประสิทธิภาพการแสดงออกและการผลิตแพลตฟอร์มสำหรับ biomanufacturing. ศักยภาพของชีววิทยาสังเคราะห์สำหรับ rewiring ชีวิตสำหรับการผลิตนิสัยคำถามที่มีชีวิตที่จะเลือก โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อไม่ได้ จำกัด อยู่กับสิ่งมีชีวิตรูปแบบ (Alper และ Stephanopoulos 2009) ระบบการแสดงออกที่เหมาะจะเป็นเวทีสากลได้อย่างมีประสิทธิภาพความสามารถในการอัพเกรดความหลากหลายของวัตถุดิบที่มีต้นทุนต่ำลงในผลิตภัณฑ์ทดแทนที่มีมูลค่าเพิ่ม ในขณะเดียวกันทางเลือกของระบบโฮสต์ภูมิต้านทานผลอย่างมากต่อการผลิตภาคอุตสาหกรรม (เวสท์ et al., 2012) เช่น phenotypes การผลิตที่เกี่ยวข้องมักจะ multifactorial และยากที่จะคลี่คลาย (ซ, et al., 2006 และ Stahmann et al, , 2001) ข้อได้เปรียบโดยธรรมชาติของโฮสต์เฉพาะหรือความเครียดอาจรวมถึงความอดทนสำหรับความเข้มข้นสูงของผลิตภัณฑ์หรือสารตั้งต้น (หลิง et al., ปี 2014 และ Peralta-Yahya et al., 2012) ในระดับปานกลางถึงสูงสังเคราะห์เดอโนโวของสารตั้งต้นหรือผลิตภัณฑ์ (Blazeck et al., 2014) หรือความทนทานกับสภาพการประมวลผล (Dijkstra et al., ปี 2014 และ Hahn-Hägerdal et al., 2005) ลักษณะที่ซับซ้อนเหล่านี้มักจะยากที่จะอธิบายลักษณะและ reductively กำหนดและทำให้พวกเขาจะไม่โอนได้อย่างง่ายดายไปยังอีกสายพันธุ์ที่ต้องการหรือสิ่งมีชีวิต. แม้จะมีความซับซ้อนญาติของพวกเขาสูงขึ้นยีสต์มักจะมีประโยชน์ในลักษณะที่น่าสนใจในอุตสาหกรรมจำนวนมากเมื่อเทียบกับที่ใช้กันทั่วไปแบคทีเรียเช่น E . โคไล (เฉินและนีลเส็น 2013 คิม et al., 2014 หลิว et al., 2013 Wildt และ Gerngross 2005) ไม่กี่ของคุณลักษณะเหล่านี้รวมถึง: การเจริญเติบโตความหนาแน่นของเซลล์สูงบนความหลากหลายของแหล่งคาร์บอนความสามารถในการดำเนินการความหลากหลายของการปรับเปลี่ยนการโพสต์แปลที่มีศักยภาพที่จะ compartmentalize ปฏิกิริยาใน organelles จุหลั่งสูงและการขาดความไวต่อการติดเชื้อ เช่น bacteriophage (Blount et al., 2012) ในขณะที่เชื้อรายังมีการแบ่งหลายลักษณะเหล่านี้เปรียบพวกเขามักจะขึ้นยากที่จะเปลี่ยนกับดีเอ็นเอจากภายนอก (Kawai et al., 2010) และน้อยคล้อยตามการเพาะปลูกเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพง่าย ความซับซ้อนวิศวกรรมกระบวนการของการเจริญเติบโตขนาดใหญ่ของเชื้อราเป็นเพราะในส่วนของรูปแบบในเส้นใยสัณฐานวิทยาที่สามารถนำไปสู่ความท้าทายผสมไหลและข้อ จำกัด การถ่ายโอนมวล (กิ๊บส์ et al., 2000). ส่วนใหญ่ของยีสต์เครื่องมือชีววิทยาสังเคราะห์มี รับการพัฒนาใน S. cerevisiae เนื่องจากจีโนมของดีข้อเขียน, จัดการได้ง่ายทางพันธุกรรมและความสะดวกในการใช้งานโดยรวมของ (นีลเซ่น et al., 2013) ในทำนองเดียวกันรูปแบบยีสต์ S. cerevisiae ได้ครอบงำอดีตเวทีของยีสต์การแก้ไขสำหรับการประมวลผลอุตสาหกรรม อย่างไรก็ตามมีหลายเจ้าภาพยีสต์อื่น ๆ ที่ไม่ธรรมดากับลักษณะที่ดี (Buckholz และกลีสัน, ปี 1991 และ Gellissen et al., 2005) ซึ่งบางส่วนยังใช้สำหรับกระบวนการทางชีวภาพอุตสาหกรรม โดยเฉพาะอย่างยิ่งกับความก้าวหน้าในทางชีววิทยาสังเคราะห์ยีสต์ที่ไม่ธรรมดาเช่น Hansenula polymorpha (SYN. Ogataea polymorpha) Kluyveromyces lactis, Pichia pastoris (SYN. Komagataella pastoris) และ Yarrowia lipolytica อาจจะได้รับบทบาทที่ขยายตัวในฐานะเจ้าภาพอุตสาหกรรม. ในการนี้ การตรวจสอบเราเน้นความก้าวหน้าของชีววิทยาสังเคราะห์ในแง่ของเหล่าสี่สายพันธุ์ยีสต์ที่ไม่ธรรมดาที่มีแนวโน้ม โดยเฉพาะเราจะอธิบายถึงความสำคัญและสถานะของชิ้นส่วนสังเคราะห์ขั้นพื้นฐานเปิดใช้เทคนิคทางอณูชีววิทยาและจีโนมการแก้ไข T
การแปล กรุณารอสักครู่..
1 . แนะนำขอบเขตและโอกาสของ ชีววิทยาสังเคราะห์อย่างต่อเนื่องการพัฒนาและขยาย ( andrianantoandro et al . , 2006 , Cameron et al . , 2014 และ purnick และ ไวส์ , 2009 ) , ยัง โดยอาศัยหลักฐานที่ชีววิทยาสามารถสร้างขึ้นจากชุดของลักษณะชิ้นส่วนและระบบ . สำหรับที่มากกว่าปกติ รูปแบบของสิ่งมีชีวิต ( เช่น แบคทีเรีย Escherichia และ Saccharomyces cerevisiae ) วิธีการนี้จะช่วยโดยที่มีอยู่และความพยายามอย่างต่อเนื่องเพื่อแคตตาล็อกชิ้นส่วนสังเคราะห์และการแก้ไขเครื่องมือจีโนม ( ลี et al . , 2015 และ purnick และ ไวส์ , 2009 ) ลักษณะทั่วไปของการดัดแปลงทางพันธุกรรมดัดแปลงได้ง่ายและพื้นฐานทางอณูชีววิทยาและเครื่องมือการแสดงออกของโปรตีนในสิ่งมีชีวิต โรคเอดส์ ความพยายามดังกล่าว ( เรอร์ miralles et al . , 2009 ) ในปีล่าสุด หนึ่งในสาขาการพัฒนาพื้นที่สำหรับชีววิทยาสังเคราะห์จะเร่งรัดมักจะยาวและราคาแพง ออกแบบสร้างทดสอบวงจรสำหรับเทคโนโลยีชีวภาพอุตสาหกรรม ด้วยความช่วยเหลือของเครื่องมือที่ทันสมัยโดยการแก้ไขเซลล์ของสายพันธุ์ที่ผลิตสามารถถูกสร้างขึ้นในอัตราประวัติการณ์เพื่อสนับสนุนสูง throughput การศึกษาความสัมพันธ์ของภาวะทางพันธุกรรม ( เปา et al . , 2015 ) การเกิดขึ้นของความจุนี้สัญญาเพื่อจุดประกายชีวิตใหม่ในซับซ้อน rewiring และวิศวกรรมของสิ่งมีชีวิตเพื่อวัตถุประสงค์ในการผลิต ความสามารถในการใช้งานที่น่าประทับใจเหล่านี้สังเคราะห์ทางชีวภาพวิศวกรรมความพยายามในสิ่งมีชีวิตมีหลายรูปแบบ แต่ที่ไม่ปกติอื่น ๆ สิ่งมีชีวิตที่น่าสนใจที่ดีในอุตสาหกรรมเทคโนโลยีชีวภาพ ซึ่งวิธีสังเคราะห์ชีววิทยาอยู่ไกลอ่อนมากขึ้น สัญญาของสังเคราะห์ชีววิทยาของสิ่งมีชีวิตเหล่านี้อาจส่งผลกระทบต่อวิศวกรรมการเผาผลาญอาหารและสาขาการผลิตโปรตีนรีคอมบิแนนท์โดยการสร้างที่ไม่ซ้ำกันและมีประสิทธิภาพการแสดงออกและการผลิตแพลตฟอร์มสำหรับ biomanufacturing .ศักยภาพของสิ่งมีชีวิตชีววิทยาสังเคราะห์สำหรับ rewiring เพื่อการผลิตก่อให้เกิดคำถามที่สิ่งมีชีวิตให้เลือก โดยเฉพาะเมื่อไม่ จำกัด รูปแบบของสิ่งมีชีวิต ( ลเพอร์ และ Stephanopoulos , 2009 ) ระบบการแสดงออกที่เหมาะจะเป็นแพลตฟอร์มสากลสามารถมีประสิทธิภาพการความหลากหลายของต้นทุนวัตถุดิบในการผลิตพลังงานทดแทน ในเวลาเดียวกัน , ทางเลือกของระบบโฮสต์ imparts ผลกระทบอย่างมากในอุตสาหกรรมการผลิต ( Westfall et al . , 2012 ) เป็นการผลิตที่มักจะเกิด multifactorial และยากที่จะคลี่คลาย ( mateos et al . , 2006 และ stahmann et al . , 2001 ) ข้อได้เปรียบโดยธรรมชาติของโฮสต์ที่เฉพาะเจาะจงหรือความเครียดอาจรวมถึงความอดทนสำหรับความเข้มข้นสูงของผลิตภัณฑ์หรือสารตั้งต้น ( หลิง et al . , 2014 และ Peralta Yahya et al . , 2012 ) , เดอโนโวสังเคราะห์สารตั้งต้นสูงหรือผลิตภัณฑ์ปานกลาง ( blazeck et al . , 2014 ) หรือความทนทานของการประมวลผลเงื่อนไข ( ตรา et al , , 2014 และ hahn-h และ gerdal et al . , 2005 ) ลักษณะที่ซับซ้อนเหล่านี้มักจะยากที่จะอธิบายลักษณะและ reductively กำหนดและดังนั้นจึงไม่สามารถโอนเข้ามาอีกต้องเครียด หรือ ชีวิตแม้จะมีความซับซ้อนสูงของญาติ , ยีสต์มักมีหลายประโยชน์ คุณลักษณะที่น่าสนใจเชิงอุตสาหกรรมเมื่อเทียบกับที่ใช้กันทั่วไป เช่น แบคทีเรีย E . coli ( เฉินและ Nielsen , 2013 , Kim et al . , 2014 , Liu et al . , 2013 และ wildt และ gerngross , 2005 ) ไม่กี่ของแอตทริบิวต์เหล่านี้รวมถึง : การเติบโตสูงความหนาแน่นบนความหลากหลายของแหล่งคาร์บอน , ความสามารถที่จะแสดงความหลากหลายของการไปรษณีย์ - แปล , ศักยภาพในการจัดแบ่งปฏิกิริยาในการหลั่งของ , ความจุสูง , และการขาดของความไวต่อการติดเชื้อ เช่น แบคทีริโอเฟจ ( Blount et al . , 2012 ) ในขณะที่เส้นใยเชื้อรายังร่วมกันหลายลักษณะที่ได้เปรียบเหล่านี้ พวกเขามักจะยากที่จะเปลี่ยนกับภายนอก DNA ( คาวาอิ et al . , 2010 ) และให้ความร่วมมือน้อยเพาะแบบง่าย ๆ กระบวนการทางวิศวกรรมที่ซับซ้อนของการเจริญเติบโตของขนาดใหญ่ของเส้นใยเชื้อราคือเนื่องจากในส่วนของการเปลี่ยนแปลงในโครงสร้างเส้นใยที่สามารถนำไปสู่การผสมความท้าทายและข้อจำกัดการถ่ายโอนมวลการไหล ( กิ๊ป et al . , 2000 )ส่วนใหญ่ของยีสต์สังเคราะห์เครื่องมือชีววิทยาได้ถูกพัฒนาขึ้นใน S . cerevisiae เนื่องจากมันแสดงพันธุกรรมพันธุกรรมทแรคทะบีลและง่ายโดยรวมของการใช้ ( Nielsen et al . , 2013 ) อนึ่ง รูปแบบของยีสต์ S . cerevisiae มีในอดีตครอบงำเวทีแก้ไขยีสต์สำหรับการประมวลผลอุตสาหกรรม อย่างไรก็ตาม มีหลายอื่น ๆ ที่ไม่ใช่ปกติยีสต์ที่มีลักษณะที่ดี ( และโฮสต์ buckholz กลีสัน , 2534 และ gellissen et al . , 2005 ) ซึ่งบางส่วนยังใช้สำหรับ bioprocesses อุตสาหกรรม โดยเฉพาะกับความก้าวหน้าในชีววิทยาสังเคราะห์ที่ไม่ปกติโดยยีสต์เช่นแฮนเซนูลา ( 1 ogataea โดย ) , kluyveromyces lactis ( pichia pastoris , Example komagataella pastoris ) และ yarrowia lipolytica อาจใช้เวลาในบทบาทที่ขยาย เป็นโฮสต์อุตสาหกรรมในการทบทวนนี้เราเน้นความก้าวหน้าของสังเคราะห์ชีววิทยา ในแง่ของทั้ง 4 สัญญาไม่ปกติยีสต์สายพันธุ์ โดยเฉพาะ เราอธิบายถึงความสำคัญและสถานะของชิ้นส่วนพื้นฐานสังเคราะห์ที่ให้เทคนิคอณูชีววิทยาและจีโนม แก้ไขที
การแปล กรุณารอสักครู่..
ภาษาอื่น ๆ
การสนับสนุนเครื่องมือแปลภาษา: กรีก, กันนาดา, กาลิเชียน, คลิงออน, คอร์สิกา, คาซัค, คาตาลัน, คินยารวันดา, คีร์กิซ, คุชราต, จอร์เจีย, จีน, จีนดั้งเดิม, ชวา, ชิเชวา, ซามัว, ซีบัวโน, ซุนดา, ซูลู, ญี่ปุ่น, ดัตช์, ตรวจหาภาษา, ตุรกี, ทมิฬ, ทาจิก, ทาทาร์, นอร์เวย์, บอสเนีย, บัลแกเรีย, บาสก์, ปัญจาป, ฝรั่งเศส, พาชตู, ฟริเชียน, ฟินแลนด์, ฟิลิปปินส์, ภาษาอินโดนีเซี, มองโกเลีย, มัลทีส, มาซีโดเนีย, มาราฐี, มาลากาซี, มาลายาลัม, มาเลย์, ม้ง, ยิดดิช, ยูเครน, รัสเซีย, ละติน, ลักเซมเบิร์ก, ลัตเวีย, ลาว, ลิทัวเนีย, สวาฮิลี, สวีเดน, สิงหล, สินธี, สเปน, สโลวัก, สโลวีเนีย, อังกฤษ, อัมฮาริก, อาร์เซอร์ไบจัน, อาร์เมเนีย, อาหรับ, อิกโบ, อิตาลี, อุยกูร์, อุสเบกิสถาน, อูรดู, ฮังการี, ฮัวซา, ฮาวาย, ฮินดี, ฮีบรู, เกลิกสกอต, เกาหลี, เขมร, เคิร์ด, เช็ก, เซอร์เบียน, เซโซโท, เดนมาร์ก, เตลูกู, เติร์กเมน, เนปาล, เบงกอล, เบลารุส, เปอร์เซีย, เมารี, เมียนมา (พม่า), เยอรมัน, เวลส์, เวียดนาม, เอสเปอแรนโต, เอสโทเนีย, เฮติครีโอล, แอฟริกา, แอลเบเนีย, โคซา, โครเอเชีย, โชนา, โซมาลี, โปรตุเกส, โปแลนด์, โยรูบา, โรมาเนีย, โอเดีย (โอริยา), ไทย, ไอซ์แลนด์, ไอร์แลนด์, การแปลภาษา.
- Content submissions must not contain any
- subsequench high temperature heat treatm
- สูดดมสารพิษ แก็สพิษ ควันพิษและการได้รับส
- Accept cookiesA new EU cookie law requir
- คนงานไม่เพียงพอ
- คืนนึงเมื่อหลายปีมาแล้ว
- เราไม่ได้ account สำหรับใช้งาน
- In other words all his supporter are gat
- เครื่องตัดหนัง
- มายื่นเอกสารเพื่อพิจารณา ฉันกำลังไปที่สถ
- ซึ่งการหลอมเหลวและเย็นตัวนี้ สามารถเกิดก
- Accept cookiesA new EU cookie law requir
- คืนนึงเมื่อหลายปีมาแล้ว
- Where Ccv is the cost of the consumed el
- In part of insulation plate, For Line 1
- ธนายุทธ
- ปอเปี๊ยะทอดเวียตนาม
- ในการทำงานต่างๆ ได้ออกความคิด ได้แสดงออก
- Accept cookiesA new EU cookie law requir
- ของเหลือใช้
- สุขสันต์ วันเกิด
- Direct observation
- ฉันคิดว่าสมองดีกว่าของฉันดีกว่าคุณ
- สมาชิกEU
