基于液滴微流控技术的超高通量筛选体系及其在合成生物学中的应用

构建高效的合成生物学体系经常需要进行大量的筛选工作来优化人工体系的运行效率。液滴微流控(droplet microfluidics)技术将常规筛选体系微型化,在只有皮升(pL)级体积、大小均一的反应器中对酶反应或目标代谢产物进行单细胞水平的检测和筛选,筛选速度可高达10~8克隆/d,从而极大地提升了人们对催化元件乃至工程菌株优化的能力。综述了液滴微流控技术在合成生物学应用中的技术背景,重点阐述了目标酶反应及产物检测的荧光信号偶联策略,进一步介绍了液滴微流控技术在酶催化元件以及代谢通路的筛选改造方面的研究进展,并展望了该领域的发展趋势。

多拷贝毕赤酵母表达猪胰岛素前体的动力学模型

以携带多拷贝猪胰岛素前体(PIP)基因的毕赤酵母(Pichia pastoris)为供试菌株,对分批补料发酵PIP合成动力学模型进行研究。建立了不同拷贝数毕赤酵母发酵合成PIP的菌体生长、产物合成和底物消耗的动力学模型,并通过Origin8.0软件对模型参数进行了非线性拟合。根据动力学模型结果发现,随着拷贝数的增加与菌体生长相关的产物系数α和细胞生长代谢系数k1绝对值不断增加,12拷贝时PIP表达量达到最高,说明只有进一步促进高拷贝菌株细胞生长并减少其代谢负担才能更有效地提高产物的生成速率。同时表明:预测值与实验值有良好的拟合性,所建模型能较好地反映分批补料发酵过程PIP的合成。