Kinetic models in industrial biotechnology - Improving cell factory performance

تعداد روزافزون پروتئین های زیستی صنعتی با استفاده از آنها به عنوان کارخانه های سلولی که قندها را به مواد شیمیایی تبدیل می کنند، بر روی سلول های زنده سرمایه گذاری می کنند. این فرایندها از تولید مواد شیمیایی فله در مخمرها و باکتری ها تا سنتز پروتئین های درمانی در سلول های پستانداران دامن می زنند. یکی از ابزارهای جستجو پیوسته برای بهبود عملکرد سیستم های تولیدی، توسعه و کاربرد مدل های ریاضی است. مدلهای ریاضی برای ارزش گذاری بیوتکنولوژی صنعتی باید بتوانند در طراحی منطقی خواص کارخانه سلولی یا در فرایندهای تولید که در آنها استفاده می شود، کمک کنند. مدل های سینتیکی به ویژه برای این هدف مناسب هستند، زیرا آنها قادر به ارائه بیوشیمی پیچیده از سلول ها با روش کامل تر نسبت به اکثر مدل های دیگر هستند. آنها می توانند، حداقل در اصل، مورد استفاده قرار گیرد به جزئیات درک، پیش بینی و ارزیابی اثرات افزودن، حذف یا اصلاح مولکول های یک کارخانه سلول و برای حمایت از طراحی بیوراکتور یا فرآیند تخمیر. با این حال، قبل از اینکه مدل سازی جنبشی به درجه بلوغ مورد نیاز برای برنامه ریزی معمول در صنعت برسد، چالش های متعددی همچنان باقی می مانند. در اینجا ما وضعیت فعلی مدل کارخانه سلول جنبشی را بررسی می کنیم. تاکید بر مفاهیم روش مدل سازی، از جمله ساختار شبکه مدل، بیان عدد سینتیکی، برآورد پارامترها، روش های بهینه سازی، تحلیل شناسایی، کاهش مدل و اعتبارسنجی مدل، اما کاربرد چندین مدل جنبشی برای بهبود کارخانه های سلولی نیز مورد بحث قرار گرفته است.