代谢工程学发展发向

发布网友 发布时间：2024-10-23 19:23

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代谢工程学，一项前沿的生物科学技术，正引领着未来化学工业的新方向。杰伊·科斯林，作为这一领域的领军人物，预测着一个可能性：我们有朝一日能够利用常见的淀粉和蔗糖等原料，通过设计和改造细胞的代谢途径，制造出专门用于生产特殊化学产品、化学材料甚至是燃料的分子、细胞和微生物。相较于传统的有机合成化学，代谢工程的改造幅度更大，能构建全新的代谢途径，如将紫杉醇的生产过程移植到大肠杆菌中，以实现高效生产。

科斯林不仅在联合生物能源研究所担任要职，还负责美国多个生物科学研究项目，他是加州大学伯克利分校合成生物工程研究中心的负责人。他强调，通过基因编辑和多种代谢路径的整合，科学家能够制造出非天然的化学物质，如青蒿酸，其在2006年的一项突破性工作中，利用代谢工程合成了青蒿素的前体物质，大大降低了生产成本和治疗疟疾的费用。他还指出，代谢工程能利用微生物发酵产生具有商业价值的甘油，以及探索新的生物燃料生产途径，如木质纤维素转化为液态交通燃料。

科斯林展望，代谢工程的未来将超越有机合成化学，特别是对于植物生物碱、细菌和真菌产生的聚酮化合物，以及细菌生产的非核糖体多肽等特定化学物质的制备。他提出，代谢工程尤其可能在石油衍生的化学产品生产上大显身手，如汽油、聚合物和溶剂，随着资源短缺和环境压力的增加，这种可能性正在逐渐变为现实。尽管面临“调试程序”等技术挑战，科斯林坚信，通过精细的细胞定制生产，代谢工程的潜力将被充分挖掘，为化学工业带来性的变化。

代谢工程（Metabolic engineering）又称途径工程，一般定义为通过某些特定生化反应的修饰来定向改善细胞的特性，或是利用重组DNA技术来创造新的化合物。