期刊目次

加入编委

期刊订阅

添加您的邮件地址以接收即将发行期刊数据:

Open Access Article

Scientific Development Research . 2025; 5: (5) ; 56-58 ; DOI: 10.12208/j.sdr.20250199.

Intelligent design of metabolic pathways in microbial cell factories based on AI prediction
基于AI预测的微生物细胞工厂代谢通路智能设计

作者: 杨远敬 *

深圳未名新鹏生物医药有限公司 广东深圳

*通讯作者: 杨远敬,单位:深圳未名新鹏生物医药有限公司 广东深圳;

发布时间: 2025-09-22 总浏览量: 12

摘要

基于AI预测的微生物细胞工厂代谢通路智能设计,通过整合多组学数据与机器学习模型,实现代谢流的精准预测与优化,提升目标产物的合成效率。该研究以代谢网络建模为核心,结合深度学习算法对关键节点进行识别与调控策略设计,从而构建高效、稳定的细胞工厂。在实验验证环节,通过对特定代谢通路的改造,显著提高了产物产率与转化效率,验证了AI预测在指导代谢工程中的可行性与优越性。本方法不仅为工业生物制造提供了新的智能化设计思路,还为未来的绿色可持续生产奠定了技术基础。

关键词: AI预测;微生物细胞工厂;代谢通路设计;多组学数据;代谢工程

Abstract

The intelligent design of metabolic pathways in microbial cell factories based on AI prediction achieves accurate prediction and optimization of metabolic flux by integrating multi-omics data with machine learning models, thereby improving the synthesis efficiency of target products. Centered on metabolic network modeling, this study combines deep learning algorithms to identify key nodes and design regulatory strategies, thus constructing efficient and stable cell factories. In the experimental verification stage, the modification of specific metabolic pathways significantly improved product yield and conversion efficiency, verifying the feasibility and superiority of AI prediction in guiding metabolic engineering. This method not only provides a new intelligent design idea for industrial biomanufacturing but also lays a technical foundation for future green and sustainable production.

Key words: AI prediction; Microbial cell factory; Metabolic pathway design; Multi-omics data; Metabolic engineering

参考文献 References

[1] 刘光耀. 基于微生物组学、代谢组学与fMRI的肠易激综合征发病机制研究[D]. 甘肃:兰州大学,2022.

[2] 中国人民解放军总医院. 一种基于多组学数据利用AI模型预测体适能表型的方法及其装置:

CN202310275284.4[P]. 2023-07-11.

[3] 赵晨阳. 基于肠道菌群探究龙眼肉及其有效部位抗阿尔茨海默病的作用机制[D]. 辽宁:辽宁中医药大学, 2024.

[4] 胡海涛,吕小妹. 微生物细胞工厂合成植物类黄酮:关键酶挖掘及异源生物合成[J]. 食品科学,2025,46(13):1-17. 

[5] 朱欣娜,戴住波,樊飞宇,等. 微生物细胞工厂[J]. 科学通报,2023,68(13):1626-1636. 

[6] 高聪,郭亮,胡贵鹏,等. 微生物细胞工厂碳流调控进展[J]. 化工进展,2021,40(12):6807-6817. 

[7] 张震,曾雪城,秦磊,等. 微生物细胞工厂的智能设计进展[J]. 化工学报,2021,72(12):6093-6108.

[8] 孙天丽,黄明珠,刘斌,等. 基于合成生物学微生物底盘细胞构建与优化的研究进展[J]. 食品工业科技,2025,46(1): 394-402.

引用本文

杨远敬, 基于AI预测的微生物细胞工厂代谢通路智能设计[J]. 科学发展研究, 2025; 5: (5) : 56-58.