首页 > 行业资讯 > 北京理工大学 | 胥健萍，王颖，李春，周晓宏：微生物细胞工厂中代谢途径动态调控策略与网络构建

北京理工大学 | 胥健萍，王颖，李春，周晓宏：微生物细胞工厂中代谢途径动态调控策略与网络构建

时间：2023-02-11 来源：浏览：

北京理工大学 | 胥健萍，王颖，李春，周晓宏：微生物细胞工厂中代谢途径动态调控策略与网络构建

原创胥健萍等化工进展

化工进展

微信号 huagongjinzhan

功能介绍中国化工学会会刊，EI、SCOPUS等收录，中国科技期刊卓越行动计划入选期刊，2020版《中文核心期刊概目要览》化工类第1名

收录于合集

文章

信息

微生物细胞工厂中代谢途径动态调控策略与网络构建

胥健萍 ¹ ，王颖 ¹ ，李春 ^1,2 ，周晓宏 ¹

¹ 北京理工大学化学与化工学院生物化工研究所，北京 100081； ² 清华大学化学工程系生物化工研究所，北京 100084

● 引用本文： 胥健萍, 王颖, 李春, 等. 微生物细胞工厂中代谢途径动态调控策略与网络构建[J]. 化工进展, 2022, 41(12): 6511-6521.

● DOI： 10.16085/j.issn.1000-6613.2022-0418

文章摘要

微生物细胞工厂生产目标产物时会面临营养物质消耗、代谢物积累、异源途径压力和遗传不稳定等问题，导致代谢失衡，因此需要对细胞代谢途径重新进行设计，使代谢途径根据发酵等环境条件的变化自动调节代谢通量，达到高效生产。本文首先介绍了动态调控元件的主要类型、调控机制及其应用，重点讲述了与诱导物或诱导因素作用的蛋白质转录因子调控元件和RNA核糖开关调控元件；并且从转录因子与启动子序列两个方面介绍了动态调控元件的设计与改造策略；随后总结了诱导调控元件应用于代谢途径动态调控网络构建的策略，基因表达调控已从单输入信号调控转向多输入信号逻辑门调控，通过多重诱导输入信号的逻辑门和闭环代谢物反馈回路构建更精确的动态调控网络。

利用微生物细胞工厂实现大宗化学品、生物质能源、天然产物等的合成是解决化石资源日益枯竭、保持可持续发展的有效途径。近年来，许多微生物细胞工厂被成功开发并且实现了产业化应用。在工业规模的生产中，许多工程菌株无法在满足生产速率和产量要求的同时保持稳定的性能，因而造成了产业化的困难。代谢工程致力于解决工程微生物在生产过程中出现的各种问题。外源引入的代谢途径依赖宿主的核糖核酸（RNA）聚合酶、核糖体、腺嘌呤核苷三磷酸（ATP）、辅因子和其他内源代谢物，因此会与宿主细胞竞争资源，造成代谢负担、辅因子失衡或有毒代谢物的积累等，最终干扰工程微生物的生长和生产。代谢工程的三大要素是滴度、产率和速率，已成为评估工程细胞工厂成本竞争力的基准。传统代谢工程是静态控制系统，许多代谢工程工作致力于筛选高效的酶和增强前体/辅因子供应，通常对目标产物合成中的关键基因进行过表达和对旁路途径相关基因进行敲除，从而将代谢流精准而高效地引入产物合成途径。这种方法在一定程度上可以提高目标产物的产量，但同时也可能会加剧细胞的代谢负担，致使代谢流失衡，因此目前需要更精细的动态调控，发挥微生物细胞工厂生产的最大潜力。

动态调控策略来源于大自然中的微生物用来维持体内平衡、协调代谢流量以及使代谢适应不断变化的环境和压力的代谢调控系统，通过开发诱导调控元件，对代谢途径代谢网络节点关键酶基因进行动态调控，使微生物响应细胞外环境及细胞内代谢物浓度变化，实现目标产物的高效生产。动态调控显著提高了微生物在不同发酵条件下的鲁棒性，满足了细胞生长与代谢产物积累期不同的代谢调控需求。

代谢途径的动态调控可以协调细胞的生长和生产，在提高产量的同时尽量避免对菌体的伤害。但是目标化合物的合成往往涉及许多步反应，需要调控的关键酶基因和旁路基因众多，而且细胞内本身的代谢网络错综复杂，要构建更为智能的细胞工厂要求对所有的关键代谢节点进行精确调控，不仅要实现细胞生长与产物积累的分段调控，同时还要在产物合成积累期实现关键酶精细适配表达，平衡代谢流，提高底物转化率和目标产物产量。精确设计的动态调控网络可以赋予工程菌株适应不断变化的环境并维持代谢稳态的能力（图1）。随着合成生物学工具的快速发展，构建更灵敏、更宽范围的调控元件，设计、构造和表征更复杂的代谢网络已成为可能。本文介绍了动态调控元件类型、调控机制、改造的研究进展，以及诱导调控元件在代谢途径动态调控和动态代谢网络构建中的应用。

图1 代谢工程中精确设计的动态调控网络

动态调控元件的主要类型与调控机制

微生物动态调控是在诱导物、温度、pH、光等条件下，通过传感元件感知细胞内外环境的变化继而作用于调控元件，对关键基因的表达实现适时的开启、调节和关闭，从而实现细胞生长与产物合成的分段调控从而实现代谢流的平衡，进而提高底物转化率和目标产物产量。目前大部分动态调控研究都是基于传感元件和调控元件筛选和改造的基础上进行的，旨在获得专一性强、调控范围大、信噪比高、调控精度准的动态调控体系（表1）。动态调控体系的构建包含传感元件和调控元件，传感元件是与诱导物结合或通过诱导因素作用的生物大分子，应用广泛的传感元件有两大类：蛋白质（如变构转录因子）和RNA（如核糖开关）。转录因子与诱导物或诱导因素作用、变构后，再作用于调控元件即诱导型启动子，进行转录水平的调控；而核糖开关是传感元件与调控元件合为一体RNA适体结构，RNA适体与诱导物结合变构后，形成调控元件，以调控基因转录的适时终止、成熟mRNA的形成、核糖体结合位点的暴露，这些调控手段分别属于转录、转录后及翻译水平调控。

表1 应用于动态调控的基因元件

1.1

变构转录因子和诱导型启动子

蛋白质传感元件变构转录因子（allosteric transcription factors，ATF）是种类最多、应用最广的传感元件，包括效应物结合结构域（effector-binding domain，EBD）和DNA结合结构域（DNA-binding domain，DBD）。EBD与诱导物分子结合后，引起转录因子的构象变化，转录因子再通过DBD与相应的调控元件即诱导型启动子上游的顺式作用元件特异性结合，提高或限制RNA聚合酶的作用，促进或抑制基因的转录。基于ATF和诱导型启动子的动态调控体系一般而言可以分为诱导阻遏型和诱导激活型，调控体系的功能取决于ATF的功能。对于诱导阻遏型ATF，当诱导物存在时，其抑制功能被激活或抑制，从而导致靶基因的非表达或表达[图2(a)]；而对于诱导激活型ATF，当诱导剂存在时，其激活功能可以被激活或抑制，从而分别导致靶基因的表达或不表达[图2(b)]。诱导剂可以是与工程菌生长相关的营养源，如葡萄糖、半乳糖、木糖、阿拉伯糖、氨基酸、有机酸等，也可以是某种次级代谢产物，或是一些金属离子、激素等。

图2 基于ATF的动态调控体系分类

诱导激活型动态调控体系中，半乳糖调节系统是一种经典的响应营养源的动态调控体系，其诱导和抑制受到半乳糖和葡萄糖的严格调控，且该体系中GAL1、GAL10启动子动态范围大、启动子强度高。将半乳糖调控体系用于优化 β -胡萝卜素生物合成途径，构建了可控且遗传稳定的高产菌株。虽然响应营养源的动态调控具有诸多优点，但这些体系的应用受到限制，如易受其他营养源影响，易被细胞吸收利用，易对其他未知基因的表达形成扰动等，为此，研究者开发了一些响应非营养源诱导物的调控体系，金属离子就是其中最重要的一类。Peng等利用铜离子诱导的调控体系优化类异戊二烯代谢途径，在酵母中将倍半萜反式橙花醇产量提高至392mg/L。雌二醇诱导体系是另一种响应非碳源诱导物的调控体系，类固醇激素的激素结合域（hormone binding domain，HBD）与其他调控蛋白的DBD融合后会使融合蛋白受到激素配体的调控，与疱疹病毒的VP16蛋白转录激活域（activation domain，AD）进行融合并优化，得到了一个人工转录激活因子。雌二醇诱导体系的诱导调控机理如图3所示：β-雌二醇的加入取代了Hsp90，与雌二醇受体（estrogen receptor，ER）结合，提供一个核定位信号，转录激活因子转移到细胞核，Liu等利用β-雌二醇诱导表达系统过表达脂肪酸碳链延长循环中的关键酶3-酮酰基CoA合酶，使酿酒酵母中的神经酸的产量比使用强启动子PPGK的对照菌株增加了332%。

图3 雌二醇诱导体系的诱导调控机理

诱导抑制型动态调控体系中，响应营养源的甲硫氨酸调控体系早些年就在代谢工程领域得到了应用，在β-香树脂醇的合成途径中，羊毛甾醇合酶基因 ERG 7是细胞生长必需基因，但是其表达会使代谢流引向羊毛甾醇旁路，为了实现 ERG 7的下调，Kirby等用蛋氨酸阻遏启动子P _MET3 替换天然 ERG 7启动子，最终将 β -香树脂醇产量提高了50%。天然的诱导抑制调控体系数量有限，因此有研究者通过转录失活策略构建转录抑制体系，FapR是一种保守的转录阻遏蛋白，但当与一个转录激活域（transcriptional activation domain，AD）融合后便得到一个作用相反的转录激活因子。在没有丙二酰CoA时，它可以激活基因的转录，当与丙二酰CoA结合时则脱离启动子，抑制基因的转录，形成了丙二酰CoA转录抑制型的调控体系。

1.2

诱导型核糖开关

基于变构转录因子和诱导型启动子的调控体系依靠蛋白质与小分子和DNA的互作。而诱导型核糖开关本质是一段短小的RNA序列，这段RNA序列既作为传感元件也作为调控元件。

人们发现天然存在的RNA传感元件可以结合一系列小的代谢物和离子，并对转录、翻译、剪接和RNA稳定性进行调控。基于核糖开关的动态调控体系由RNA适体结构域介导，核糖开关可以：①在转录过程中通过抑制抗终止因子和帮助形成终止子调节转录[图4(a)]；②在转录后加工过程中通过核酶的活性位点切割mRNA影响其加工成熟过程[图4(b)]；③在翻译过程中通过暴露/隐藏核糖体结合位点（RBS）来调节翻译[图4(c)、(d)]。这种调节主要是通过适体RNA与配体或代谢物直接结合后构象的变化来实现的。核糖开关根据对目的基因的作用，也可分为激活型和抑制型两大类。诱导型核糖开关中最典型的代表是茶碱诱导型核糖开关。近25年来，响应茶碱的RNA适体被用于控制细胞运动、调节碳代谢、构建逻辑门、筛选突变酶和控制细胞凋亡。响应茶碱的核糖开关首次报道于2004年。随后又陆续有许多研究者围绕响应茶碱的RNA适体研究构建不同的核糖开关。例如Gallivan核糖开关、Smolke核糖开关、Ogawa核糖开关等。Zhou等用赖氨酸诱导型核糖开关抑制柠檬酸合成酶基因gltA的表达，以减少乙酰辅酶A进入TCA循环的通量，从而将碳通量更多地引入赖氨酸的合成途径，最终使将赖氨酸产量提高了63%。当前，诱导型核糖开关在代谢工程中被用作生物传感器来检测反馈细胞内情况，但是在调控代谢途径中的应用比较有限。

图4 基于核糖开关的动态调控体系分类

动态调控元件的设计与改造

当前对于动态调控体系的设计与改造工作主要集中于对变构转录因子及诱导型启动子这两类元件的改造。核糖开关因其结构稳定性差，加之在代谢途径调控中的应用不多，关于元件性能优化的工作鲜有报道。

2.1

针对ATF元件的设计与改造

对于ATF介导的动态调控体系，动态调控范围、操作范围、灵敏度、本底泄露被视为关键因素。适应性进化是ATF设计改造策略中最强劲的手段。该方法利用荧光激活细胞分选技术（fluorescence activated cell sorting， FACS）或其他高通量表型选择手段，不断反复对突变菌株施加环境选择压力，借此获得目标突变体。随着合成生物学的发展，针对ATF元件的适应性进化策略也在不断进步和修正，从最初的构建大规模突变体文库逐一筛选逐渐发展为利用合适的选择压力（如抗生素）缩小突变体文库，减少工作量，近年来更是有研究者将机器学习算法应用于ATF的适应性进化，利用算法预测突变体表型。

Chou等构建了一个称为反馈调节表型进化（FREP）的自适应控制系统：提高突变率以在种群中产生多样性，并随着目标代谢物浓度的增加而降低突变率。利用该方法成功构建了响应异戊烯基二磷酸的动态调控体系。FREP策略已成功应用于大肠杆菌，使酪氨酸和IPP的生物合成分别增加了5倍和3倍。

过大的突变体文库会增加选择的困难，增加筛选的工作量，降低筛选效率。因此通过高通量筛选目标突变体，希望在少量突变体中获得性能优良的个体。选择合适的方法、适当增加选择压力有助于缩小突变体文库。Mahr等利用人工选择压力，结合响应缬氨酸的转录因子（L-valine responsive transcription factor，Lrp）的动态调控体系和FACS建立了一个适应性实验室进化系统：进行了5轮迭代进化步骤，每个步骤都通过FACS选择10%荧光最高的细胞，经过逐轮的筛选，最终使目标突变体文库缩小至7个突变体，成功使L-缬氨酸产量增加25%，副产品的形成减少了3~4倍。

随着机器学习算法与合成生物学的交融发展，已经能利用算法大规模分析预测元件的功能。Zhou等利用DNA可追踪组装方法和荧光激活细胞分选，结合下一代测序（FACS-seq）技术，以大规模并行方式构建和全面表征2632个ATF介导的传感调控体系，借此提供动态调控元件理性设计的数据支持，成功优化了响应丙二酰辅酶A的调控元件。应用机器学习算法预测基因型-表型关系，通过特征重要性分析，识别序列插入方案和UAS的选择对动态范围有显著影响。为生物传感器响应曲线的设计、调整和分析提供了平台，促进了基因电路的合理设计。

2.2

针对启动子元件的设计与改造

启动子的设计改造是构建启动子文库的主要方法，包括随机突变、杂交启动子工程和转录因子结合位点的理性设计等策略。在过去的几十年中，启动子工程策略已经在许多重要的工业菌株中得到了广泛的应用，包括大肠杆菌、谷氨酸棒状杆菌、酿酒酵母、链霉菌和乳酸菌等。

易错PCR是一种简单的体外随机突变技术，被认为是获得DNA序列多样性的有效方法，突变被随机插入到整个启动子区域的任何位置，可以保证快速构建大规模启动子库。例如，通过Ep-PCR在酿酒酵母中成功生成了诱导氧抑制的DAN1启动子文库。然而，Ep-PCR所表现出的突变偏差往往会影响突变文库启动子序列的多样性，过多的错义突变更是会增加后续筛选过程的工作量。在启动子中，非保守区（non-conserved regions，NCR）不是RNA聚合酶直接结合的区域，但这些序列可能允许调控蛋白与启动子的识别和特异性结合，进而改变靶基因的表达水平。因此非保守区随机突变是产生不同表达强度启动子的有效途径。Wei等基于谷氨酸棒状杆菌-10区和-35区、保守的RBS元件和60个随机核苷酸设计了一个大型启动子库，所获得的启动子可以有效地调控基因表达，并在很大范围内表现出不同的强度。

杂交启动子工程涉及上游增强子元件和源自几种不同启动子的核心区的组装。这种策略已被用于提高原核生物和真核生物的转录效率或创造新的启动子。Blazeck等在酿酒酵母中构建了一系列杂交启动子文库来实现对酵母的表达调控。上游激活序列（upstream activation sequence，UAS）的串联可以作为转录水平的放大器。Redden和Alper将酵母启动子与增强子序列进行杂合，提高了启动子强度。与天然启动子相比，杂交启动子工程可能是获得更强启动子的一种有前途和有效的策略。

原核和真核启动子通常都包含几个短序列元件，这些基序可以介导特定转录因子的结合。转录因子对特定结合位点的结合亲和力在启动子强度和调控中起重要作用。Murphy等开发了一种设计组合启动子的策略，以研究来自酿酒酵母的GAL1启动子中tetO2序列位置和数量的影响，结果表明，tetO2位点数量的增加和它们与TATA盒的接近导致了对GAL1启动子的更强的转录抑制。因此，通过直接理性设计转录因子结合位点来优化启动子的活性将是启动子工程的一个很好的选择。然而，对于特异性转录因子的DNA结合位点和亲和力的研究尚不充分，使该方法在代谢工程中的进一步应用受到限制。

动态调控网络的构建策略与应用

细胞内的代谢途径相互交织，形成一个复杂的多层次代谢网络。化合物的合成通常涉及多种代谢途径，它们以级联或协同方式为化合物的合成提供前体和辅因子。因此，代谢网络的合理布局是微生物细胞工厂的核心问题之一。代谢网络动态调控可以分为三个层次（表2）：①基于单一诱导调控元件（基因开关）的动态调控；②基于逻辑门介导的多重诱导动态调控；③基于反馈回路的动态调控。

表2 代谢途径的动态调控网络构建

3.1

基于单一诱导调控元件的动态调控

传统代谢途径构建策略主要通过关键酶基因的过表达和旁路途径分支酶基因的敲除实现，但会造成细胞代谢负担或细胞生长所需代谢物合成不足，抑制细胞生长，影响目标产物合成，因此需要将细胞生长阶段与生产阶段分离。可通过引入基因开关，在细胞生长阶段，关闭控制目标产物关键酶基因表达开关，细胞生长相关基因正常表达，当获得足够的生物量时，打开基因开关，关键酶基因开启，目标产物大量合成。Brockman等利用TetR阻遏子和Ptet启动子开发了一种开启型基因开关用于细胞生产阶段开启肌醇合成途径关键酶基因，实现肌醇产量和效价的两倍提高。Soma等设计了基于LacI和TetR的关闭型基因开关的来控制异丙醇的生产。如图5(a)所示，一方面在生产阶段添加IPTG诱导LacI解除阻遏，从而激活PLlacO1启动子，开启异丙醇生产途径合成关键酶基因（ thl A、 atoA D、 adc 、 adh E）的表达；另一方面，IPTG诱导也开启了TetR的表达，继而抑制PLtetO1启动子，下调了旁路途径关键酶基因 glt A的表达，异丙醇滴度提高了3倍以上。Westfall等利用半乳糖诱导型启动子作为开启型基因开关，过表达青蒿酸合成途径中的8个内源基因和2个外源基因，实现了对长代谢途径中多个基因的控制，如图5(b)所示，经过发酵优化使青蒿酸的产量达到40g/L。随后，Xie等利用半乳糖诱导型启动子和葡萄糖诱导型启动子顺序调控β-胡萝卜素的生物合成途径，如图5(c)所示，其中关键代谢节点法尼烯基焦磷酸（FPP）的上游、下游基因由半乳糖诱导型启动子调控，竞争途径基因 ERG 9由葡萄糖诱导型启动子调控，结合高密度发酵使产量提升至1156mg/L。

图5 基因开关在代谢途径调控中的应用

3.2

基于逻辑门介导的多重诱导动态调控

使用简单的单级控制策略很难实现更加精准的动态控制，因此，合成生物学家通常应用逻辑门的概念来构建更复杂、多层的基因线路，这些线路可以感知多种信号，并将代谢流量引导到目标化合物的合成。2012年，麻省理工学院的Moon等首次将逻辑门的概念应用于生物系统，他们将调控信号整合到遗传线路中，构建了“与”门调控线路。Taketani等在guide RNA（CRISPR-dCas9）的基础上构建了一组响应胆汁酸和脱水四环素的NOT/NOR门。Anderson等将水杨酸诱导启动子调控的琥珀抑制基因tRNA sup D和阿拉伯糖诱导启动子调控的T7 RNA聚合酶基因组成一个与门逻辑线路，T7 RNA聚合酶基因包含两个琥珀终止密码子（T7ptag）无义突变，在T7 RNA聚合酶基因转录后，同时表达琥珀抑制基因tRNA，翻译出有活性的T7 RNA聚合酶，表达绿色荧光蛋白（图6），实现与门开启。

图6 响应小分子水杨酸和阿拉伯糖的“与”门

Moser等构建并优化了大肠杆菌内的三个动态调控体系以响应葡萄糖、溶解氧和副产物（乙酸盐）。调控体系分别使用CRISPRi和靶向蛋白质水解在转录和翻译后水平调节内源酶的表达水平。这项工作为人们演示了如何实现可定制的动态基因调控。Moon等将两个和三个2输入“AND”门连接在一起，分别在细菌中创建一个3输入和4输入“AND”门。这4个输入“AND”门是迄今为止描述的最大的合成基因逻辑线路，可以调控11个蛋白的表达。多种信号的逻辑线路可望将不同代谢途径耦联起来构建代谢网络，响应不同的代谢物或诱导剂，实现代谢网络的最优调节，达到目标产物的最大合成，但目前鲜有这方面的应用报道。代谢网络中应用多个诱导剂时，需要保持诱导剂的高特异性，减少潜在的串扰。

3.3

基于反馈回路的动态调控

在工业生产时，如果中间产物累积到毒性水平，将诱导细胞整体应激反应，将潜在有毒中间体的浓度抑制在较低水平是提高生产率的有效策略，模拟自然细胞维持稳定内部环境的负反馈回路机制有望解决这一问题。Dahl等通过引入响应有毒中间体法尼基焦磷酸（farnesyl pyrophosphate，FPP）的反馈调节，成功地提高了紫穗槐二烯的产量。他们通过转录组学分析研究了大肠杆菌基因组中的FPP响应启动子，发现有些启动子被FPP激活（例如PrstA），有些被FPP抑制（例如PgadE），因此将PrstA用于调控编码紫穗槐二烯合酶基因的表达，该基因消耗FPP，随后将PgadE用于调控增加FPP供应的基因（ Mev T和 MBI ），以避免FPP积累，与传统系统相比，这种双反馈调节的方式使紫穗槐二烯的产量提高了2倍。Xu等使用基于FapR的反馈回路来控制丙二酰辅酶A的含量，丙二酰辅酶A作为参与脂肪酸合成的关键中间体，与FapR结合后会抑制P _GAP 启动子，但能激活P _T7 启动子，将丙二酰辅酶A供应途径乙酰CoA羧化酶ACC受丙二酰辅酶A抑制型启动子P _GAP 调控，丙二酰辅酶A消耗途径脂肪酸合成酶FAS受丙二酰辅酶A激活型启动子P _T7 调控（图7），当丙二酰辅酶A增多时，就会抑制其供应途径和激活其消耗途径，当丙二酰辅酶A减少时，就会解除其供应途径抑制和消耗途径的激活，动态优化脂肪酸合成，使效价增加2倍。Zhou等通过使用赖氨酸抑制型核糖开关构建了一个反馈回路，将谷氨酸棒杆菌中的柠檬酸合成酶基因 glt A置于核糖开关控制之下，当赖氨酸浓度较高时， glt A的表达降低，减少了进入TCA循环的碳通量，增加了赖氨酸的产量。

图7 基于FapR的反馈回路用于控制丙二酰辅酶A的供应与消耗

结语与展望

目前，动态调控元件的筛选表征与改造优化工作发展迅速，调控元件库将会日益扩大，许多动态调控策略也已成功应用于微生物细胞工厂构建，并实现了很多高附加值化学品的高效生产。

但当前的动态调控策略往往只对代谢途径中一个或少数几个节点进行控制，代谢途径之间很少相互关联，不能全局优化，这就需要通过基于逻辑门介导的多重诱导动态调控实现代谢途径之间的关联，同时引入反馈回路，达到代谢途径的网络化调控和代谢通量平衡，提高目标产物的转化率。构建多层代谢途径动态调控网络，需要面对以下几个难点：①在调控元件方面，需要寻找更广泛的代谢物响应调控元件，当前可利用的动态调控元件数量依然十分有限，基于候选分子和天然诱导物之间的结构相似性筛选潜在的生物传感器是拓宽动态调控元件文库的重要方法；其次，需要通过理性设计或高通量筛选优化调控元件的性能，随着机器学习在合成生物学中的应用，高通量筛选结合机器学习算法预测获取大量数据来辅助理性设计也成为可能。②在动态调控网络构建方面，设计、构建多输入相关联的动态代谢网络仍有许多不可控因素。异源代谢途径的引入不仅会增加细胞的负担，还可能对细胞产生毒性，为了阐明异源途径和宿主之间的代谢通量关系，许多研究构建了细胞代谢通量分配和相互作用数学模型，获得多层次、多模块的细胞模型是指导动态调控网路构建的重要工具。目前，在动态调控网络构建方面已取得了丰富成果，研究者坚信在未来将构建出更加智能、高效、稳健的细胞工厂。

作者简介 ● ●