打造数字化细胞工厂

  [中国石化报 2024-04-10]
  中国工程院院士、北京化工大学校长谭天伟说，生物制造是战略性新兴产业，是将生物经济的创新产品推向商业规模的引擎，是一种新质生产力。合成生物学是生物制造的关键支撑技术。生物制造可在很多工业部门发挥应对气候变化的潜力。从最初的医药、保健品，到未来的农业、食品，还有化学品和新材料，都可以用生物制造。
  北京化工大学将生物制造与人工智能相结合，建立了具有自主知识产权的微生物代谢网络软件平台、优化算法和代谢网络模型，打造了数字化细胞工厂。
  如，氨基葡萄糖是一种保健食品，过去都是从虾蟹壳中提取出来的，受原料资源所限价格比较贵。北京化工大学利用模型计算谷氨酸棒状杆菌生物合成氨基葡萄糖的最佳途径，并进行持续优化，使氨基葡萄糖的产量最高达到138.9克/升，对葡萄糖的得率达到0.44克/克，也就是说，1克葡萄糖能得到0.44克氨基葡萄糖，成本可以大幅下降。
  再比如，杜邦公司首先工业化生产1,3-丙二醇，从葡萄糖到甘油再到1,3-丙二醇，专利已经全部申请，这十几年之内都没有取得突破，它的好处就是得率很高，每克葡萄糖理论上可以得到0.59克1,3-丙二醇，但最大的问题是要添加维生素B12，成本很高。数字化细胞工厂设计出一条新途径，每克葡萄糖理论得率也达到0.59克1,3-丙二醇，但不需要添加维生素B12，通过培养基及培养条件优化，现在1,3-丙二醇产量初步达到11.21克/升。