Precision metabolic engineering: The design of responsive, selective, and controllable metabolic systems

مهندسی متابولیک به طور کلی بر روی بهینه سازی استاتیک سلول ها برای به حداکثر رساندن تولید محصول مورد نظر تمرکز دارد، هرچند اخیرا مهندسی متابولیک پویا به بررسی نحوه برنامه ریزی متابولیسم در طول زمان برای بهبود تیتان پرداخته است. با این حال، این تنها نوع از برنامه های کاربردی نیست که مهندسی متابولیک می تواند تاثیر قابل توجهی داشته باشد. در اینجا، ما چارچوب مفهومی جدیدی را به نام مهندسی متابولیسم دقیق می نامیم. شامل طراحی و مهندسی سیستم هایی است که محصولات مختلف را در پاسخ به سیگنال های مختلف تولید می کنند. به جای تمرکز بر حداکثر سازی تیتر، این نوع برنامه ها به طور معمول دارای سه نشانه هستند: سیگنال های حساسی که هدف متابولیک مطلوب را تعیین می کنند، به طور کامل هدایت جریان متابولیسم در پاسخ به این سیگنال ها و تولید پاسخ های تیز در آستانه های مشخص سیگنال. در این بررسی، ما ابتدا درباره مثالهای دقیق مهندسی متابولیک صحبت خواهیم کرد. سپس هر یک از این نشانه ها را مورد بحث قرار خواهیم داد و شناسایی می کنیم که چه روش های مهندسی متابولیک موجود برای انجام این وظایف و نیز برخی از کاستی های آنها مورد استفاده قرار می گیرد. در نهایت، کنترل دقیق سیستم های متابولیکی قادر به ایجاد یک میزبان مهندسی متابولیک جدید و کاربرد زیست شناسی مصنوعی برای هر مشکل است که انعطاف پذیری پاسخ به یک سیگنال خارجی می تواند مفید باشد.