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細胞工廠設計與應用技術(精)/合成生物學工程技術叢書

  • 作者：編者:李春|責編:傅四周//趙玉清|總主編:李春
  • 出版社：化學工業
  • ISBN：9787122499295
  • 出版日期：2026/01/01
  • 裝幀：精裝
  • 頁數：352
人民幣：RMB 199 元      售價：元
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內容大鋼
    《細胞工廠設計與應用技術》聚焦合成生物學核心領域，系統闡述細胞工廠設計與構建的關鍵技術體系及其應用。從資源型、馴化型等多類型細胞工廠的篩選與設計技術開始，深入解析熱力學與動力學驅動機制，詳解邏輯基因線路的設計原理、開發規程及應用場景。同時，圍繞合成途徑與物質流的多層面設計調控、代謝過程的數字化模擬與智能設計方法展開，全面介紹底盤細胞的設計開發技術、細胞工廠快速構建流程，以及定向進化與適配優化方案。
    全書以「設計原理-技術規程-問題及解決方案-應用案例」為脈絡，構建從基礎設計到工程化應用的完整知識框架，可供生物化工、生物工程、合成生物學、化學工程、食品科學等相關領域學生、研究人員和產業工程師查閱參考。
作者介紹
編者:李春|責編:傅四周//趙玉清|總主編:李春
目錄
第1章  細胞工廠設計技術的發展
  1.1  目標測試可設計的資源型細胞工廠篩選技術
    1.1.1  產生的背景和需求
    1.1.2  技術原理與流程
    1.1.3  應用
  1.2  目標隨機可誘變的馴化型細胞工廠選育技術
    1.2.1  產生的背景和需求
    1.2.2  技術原理與流程
    1.2.3  應用
  1.3  目的基因表達可變的調控型細胞工廠設計技術
    1.3.1  產生的背景和需求
    1.3.2  技術原理與流程
    1.3.3  應用
  1.4  基於多組學目標導向的系統型細胞工廠設計技術
    1.4.1  產生的背景和需求
    1.4.2  基本原理與流程
    1.4.3  應用
  1.5  合成生物學理論指導的工程型細胞工廠設計技術
    1.5.1  產生的背景和需求
    1.5.2  基本原理與流程
    1.5.3  應用
  參考文獻
第2章  細胞工廠熱力學與動力學驅動設計技術
  2.1  細胞工廠熱力學與動力學驅動概念與發展
  2.2  細胞工廠中熱力學與動力學驅動設計原理
    2.2.1  細胞工廠動力學驅動設計原理
    2.2.2  細胞工廠熱力學驅動設計原理
  2.3  關鍵?的熱力學與動力學驅動設計技術規程
    2.3.1  關鍵?的挖掘與表徵技術規程
    2.3.2  關鍵?的（半）理性設計與改造技術規程
    2.3.3  關鍵?的定向進化與篩選技術規程
  2.4  細胞工廠底物攝取優化技術規程
    2.4.1  底盤細胞的選擇
    2.4.2  基因整合與表達
    2.4.3  發酵條件的優化
    2.4.4  ?的選擇與改造
  2.5  細胞工廠代謝途徑表達平衡技術規程
    2.5.1  啟動子工程
    2.5.2  RNA調控因素
    2.5.3  代謝物響應
    2.5.4  群體感應響應
    2.5.5  環境響應
    2.5.6  蛋白質水平調控
  2.6  細胞工廠產物外排/儲存強化技術規程
    2.6.1  產物外排機制與策略
    2.6.2  產物儲存機制與策略
  2.7  細胞工廠中輔因子驅動設計技術規程
    2.7.1  重構輔因子的生物合成途徑
    2.7.2  提升胞內輔因子代謝水平
    2.7.3  平衡輔因子穩態

    2.7.4  輔因子偏好性
  參考文獻
第3章  邏輯基因線路設計技術
  3.1  邏輯基因線路的概念與發展
  3.2  邏輯基因線路的設計原理
    3.2.1  轉錄水平調控元件的設計原理
    3.2.2  翻譯水平調控元件的設計原理
    3.2.3  細胞水平感應元件的設計原理
  3.3  邏輯基因線路的設計與開發技術規程
    3.3.1  原核工程細胞中邏輯門的設計與開發技術規程
    3.3.2  真核工程細胞中邏輯門的設計與開發技術規程
    3.3.3  細胞群體中邏輯門的設計技術規程
  3.4  邏輯基因線路設計技術常見問題與解決
    3.4.1  邏輯基因線路的魯棒性
    3.4.2  邏輯基因線路的穩定性
    3.4.3  邏輯基因線路的可擴展性
    3.4.4  邏輯基因線路的可預測性
    3.4.5  邏輯基因線路的響應效率
  3.5  邏輯基因線路設計技術的應用
    3.5.1  基於合成基因線路構建邊緣檢測演算法
    3.5.2  設計自控基因線路實現環境汞的生物修復
    3.5.3  合成基因線路用於基因治療
  參考文獻
第4章  細胞工廠合成途徑及物質流設計技術
  4.1  細胞工廠中合成途徑及物質流設計技術概念與發展
  4.2  細胞工廠中合成途徑的解析和人工設計原理
    4.2.1  化合物合成途徑的解析
    4.2.2  化合物合成途徑的人工設計原理
  4.3  細胞工廠中物質流的設計原理
    4.3.1  分子水平物質流的設計原理
    4.3.2  細胞水平物質流的設計原理
    4.3.3  群體水平物質流的設計原理
  4.4  細胞工廠合成途徑設計技術規程
    4.4.1  化合物合成途徑的人工設計技術規程
    4.4.2  化合物合成途徑的人工改造技術規程
  4.5  細胞工廠中物質流的設計技術規程
    4.5.1  DNA水平的設計與調控技術規程
    4.5.2  RNA水平的設計與調控規程
    4.5.3  蛋白質水平的設計與調控技術規程
    4.5.4  小分子水平的設計與調控規程
    4.5.5  細胞生長物質流的設計技術規程
    4.5.6  化合物合成與細胞生長物質流平衡設計技術規程
    4.5.7  混合菌群物質流的交互設計與調控
  4.6  細胞工廠中合成途徑及物質流設計技術應用常見問題與解決
    4.6.1  異源途徑與底盤細胞的適配性
    4.6.2  密碼子優化
    4.6.3  表達調控
    4.6.4  動態調控
  4.7  細胞工廠中合成途徑及物質流設計技術的應用與分析
    4.7.1  細胞工廠中合成途徑的應用與分析

    4.7.2  細胞工廠中物質流設計技術的應用與分析
  參考文獻
第5章  細胞工廠代謝的數字化模擬與智能設計方法
  5.1  細胞工廠代謝的數字化模擬與智能設計的概念與發展
  5.2  細胞工廠的代謝模型及配套智能設計方法介紹
    5.2.1  化學計量代謝模型及配套的代謝通量分析方法
    5.2.2  第一代高級代謝模型及配套的代謝通量分析方法
    5.2.3  第二代高級代謝模型及配套的代謝通量分析方法
    5.2.4  第三代高級代謝模型及配套的代謝通量分析方法
  5.3  基於代謝模型的工程菌智能設計技術規程
    5.3.1  通量平衡分析工具—COBRA工具箱技術規程
    5.3.2  通量平衡分析演算法（FVA）的使用
    5.3.3  第一代高級代謝模型構建工具—COBRA工具箱
    5.3.4  第二代高級代謝模型構建工具—GECKO3.0的使用技術規程
  5.4  細胞工廠代謝的數字化模擬與智能設計方法常見問題及解決方案
    5.4.1  COBRA工具箱常見問題與解決方案
    5.4.2  GECKO工具箱常見問題與解決方案
  5.5  細胞工廠的數字化模擬與智能設計方法的應用
    5.5.1  利用化學計量代謝模型對宿主菌株工程改造
    5.5.2  利用高級代謝模型對宿主菌株工程改造
  參考文獻
第6章  細胞工廠底盤設計與開發技術
  6.1  細胞工廠底盤設計與開發技術的概念與發展
  6.2  細胞工廠底盤的設計原理
    6.2.1  「自上而下」的底盤細胞設計原理
    6.2.2  「自下而上」的底盤細胞設計原理
    6.2.3  底盤細胞的人工設計原理
    6.2.4  數字細胞的人工設計原理
  6.3  細胞工廠底盤的設計與開發技術規程
    6.3.1  底盤細胞轉運系統設計與開發技術規程
    6.3.2  常見模式底盤細胞設計與開發技術規程
    6.3.3  常見非模式底盤細胞設計與開發技術規程
  6.4  細胞工廠底盤設計與開發技術常見問題與解決
    6.4.1  底盤細胞的選擇
    6.4.2  底盤細胞的代謝優化
    6.4.3  底盤細胞的轉運系統開發
    6.4.4  基因組大片段的刪除或插入
    6.4.5  非模式菌的改造
  6.5  細胞工廠底盤設計與開發技術的應用
    6.5.1  應用例子1：大腸桿菌
    6.5.2  應用例子2：釀酒酵母
    6.5.3  應用例子3：乳酸菌
  參考文獻
第7章  細胞工廠快速構建技術
  7.1  自動化技術的概念與發展
  7.2  細胞工廠快速構建原理
    7.2.1  自動化合成生物技術—構建
    7.2.2  自動化合成生物技術—測試
  7.3  細胞工廠快速構建技術規程
    7.3.1  細胞工廠中工程DNA快速構建及應用技術規程

    7.3.2  細胞工廠中基因組快速編輯技術規程
    7.3.3  自動化平台的設計與搭建技術規程
  7.4  細胞工廠快速構建技術常見問題與解決
    7.4.1  錯誤應用
    7.4.2  工藝/軟硬體迭代
    7.4.3  限制創新
    7.4.4  對研究人員的影響
    7.4.5  人工實驗/自動化工藝流程技術壁壘
    7.4.6  在自動化設施平台搭建及應用過程中需要研究者思考的一些科學問題
  7.5  細胞工廠快速構建技術的應用
    7.5.1  方法和材料
    7.5.2  實驗結果
  7.6  總結
    7.6.1  自動化設施平台助力模式微生物生物製造
    7.6.2  自動化設施平台助力非模式微生物細胞工廠研發
  參考文獻
第8章  細胞工廠定向進化與適配技術
  8.1  細胞工廠定向進化與適配技術的概念與發展
  8.2  外源途徑定向進化與底盤適配技術原理
    8.2.1  基因拷貝數水平的途徑定向進化與底盤適配技術原理
    8.2.2  轉錄水平的途徑定向進化與底盤適配技術原理
    8.2.3  蛋白質水平的途徑定向進化與底盤適配技術原理
  8.3  細胞工廠基因組定向進化與適配技術原理
    8.3.1  非理性基因組定向進化與適配技術原理
    8.3.2  半理性基因組定向進化與適配技術原理
  8.4  外源途徑定向進化與適配技術規程
    8.4.1  基因拷貝數水平的途徑定向進化與底盤適配技術規程
    8.4.2  轉錄水平的途徑定向進化與適配技術規程
    8.4.3  蛋白質水平的途徑定向進化與底盤適配技術規程
  8.5  細胞工廠基因組定向進化與適配技術規程
    8.5.1  非理性基因組定向進化與適配技術規程（大腸桿菌）
    8.5.2  非理性基因組定向進化與適配技術規程（釀酒酵母）
    8.5.3  半理性基因組定向進化與適配技術規程（大腸桿菌）
    8.5.4  半理性基因組定向進化與適配技術規程（釀酒酵母）
  8.6  細胞工廠定向進化與適配技術常見問題與解決
    8.6.1  文庫多樣性
    8.6.2  高通量篩選
  8.7  細胞工廠定向進化與適配技術的應用
    8.7.1  通過組合轉錄工程定製優化代謝途徑
    8.7.2  利用全局轉錄機器工程（gTME）提高乙醇耐受性
    8.7.3  基於啟動子庫的途徑優化提高釀酒酵母中（2S）-柚皮素的合成水平
    8.7.4  大腸桿菌中脂肪酸合成途徑的定向進化和適配優化
    8.7.5  基因組定向進化拓展酵母的底物利用範圍
    8.7.6  基於R-M系統的基因組定向進化加速大腸桿菌生長
    8.7.7  多功能全基因組規模進化技術提高釀酒酵母細胞耐受性
    8.7.8  利用MAGE構建和篩選番茄紅素高產菌株
    8.7.9  基因組規模靶標鑒定用於在大腸桿菌中高效生產遊離脂肪酸
  參考文獻

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