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抗生素|【基因智慧】护航食品安全 微生物工厂如何“智造”抗生素替代品？( 二 )


微生物细胞工厂呢实际上是我们很长时间以来一直在应用的领域，实际上我们现在日常生活中的很多的产品都是通过微生物细胞工厂来生产的 。只不过以前我们来说微生物发酵，但实际上他相当于小型的微型的工厂生产出来 。我们需要的一些产品，比如说我们最常用的一些食品类的，比如说酒精类的还有包括一些氨基酸，包括一些化工产品，包括一些农副产品，还有加工的一些酶都是用微生物来生产的 。只不过呢，我们以前用的微生物细胞工厂，我个人觉得它就是一个比较低级的作坊式的工厂，因为这个工厂呢，可能只是利用微生物自身的一些特性，进行了一些初步的改良，使它能够生产一些 。它本身它自己就能生产的东西，一些产品，但是呢 。随着合成生物学和基因组编辑技术的快速的发展了，使我们能够把细胞工厂变成一个按照我们的需求对它进行改造加工，使它成为一条按照我们的需求设计出来的新的生产线 。那就是说可能以后我们想生产什么，就像我们做的规范化的工厂一样，我可以把这个一个个模块组装起来 。组装好了以后组装成一条新的生产线，能生产一些原来并不具备的一些生产的功能的一些产品 。比如说一些大宗的化工产品，包括一些农副产品 。特别是说，在现在自然资源非常紧缺的情况下，我们对于化工产品的生产的都是比较依赖于石油类的资源的，通过这种微生物智能细胞工厂的生产，可以来生产这些化工类产品，包括一些食品 。
不过我们提到的未来的，比如说我们用微生细胞工厂来生产人造肉，人造奶也可能都是可以会实现的，现在细胞工厂呢？我觉得还是处于一个局部改造的过程，并没有实现对细胞工厂的全局的整体性的改造 。因为还是需要一个很漫长的过程，因为它涉及到了非常复杂的代谢途径和各个途径之间的相互关联和调控 。那我们现在有几类产品都是可以在一方面生产的 。比如说药物类的青蒿素的前提，紫杉醇的前提还有一些化工类的产品，比如说藻类来生产丁醇，类似于保健品，就包括是人参皂苷，这些都是可以来生产的 。我觉得可能还需要一个比较漫长的过程来达到实现我们的最理想的目标 。当然，国家在这方面的支持力度也比较大 。十三五阶段设立的合成生物学和绿色制造方面的一些重大的科研专项，都会对于微生物治疗细胞工厂的发展起到很大的推动作用 。
微生物作为一个立体的细胞工厂，其主要代谢途径与原料利用、产物合成直接相关,但细胞内的代谢途径往往不是独立的，而是存在于复杂的代谢网络中，受到各种各样的调控 。这种控制是在转录水平、翻译水平和酶分子结构不同等级上受到调节的复杂过程，从而形成了一个精密的分子调控网络 。为了使微生物细胞工厂能够定向、高效地生产人们所需要的目标生物产品和生物过程,就必须去干扰、改变或修饰微生物原有的调控体系，提高细胞工厂效率 。
我们其实一直在做微生物的一些发酵或者说运用的微生物来生产产品的研究工作 。只不过呢？以前刚才我提到了，可能这个细胞工厂是比较简陋的小作坊式的细胞工厂 。那现在我们也希望利用种合成生物学和基因组编辑的种新技术来实现对他的种定向的改造和整合，使它变成真的是就种类似于规模化的集约化的工厂，能够生产出更多的更新的产品 。
我们现在些替代品，第一步目标先实现能够达到抗生素所起到的促生长和预防疾病的作用 。跟他先等同，因为我刚才提到了葡萄糖氧化酶，它就可以部分替代抗生素 。那么他比如说他结合一些益生菌或益生元组合使用，可能就是完全可以替代抗生素 。对于后期的发展呢，研制的过程中又发现了一些新的替代品，发现它可能有更好的作用，组合起来我相信最后能够超越抗生素所起到的作用 。
葡萄糖氧化酶的添加，可以使料肉比也有一定程度的增加，这样的话就可以不用抗生素，也能达到可预防疾病，促进生长的作用 。通过科研的技术的不断发展，使我们酶制剂或者其他的一些替代品，在生产水平上会有一个很大的飞跃 。
那比如说葡萄酸氧化酶，我们从最开始的几百个单位的酶活性，现在可以提高五千个单位的活性 。那我们通过动物实验，发现对不添加酶制剂相比呢？动物的料肉比增重也达到了10%左右 。本身的酶制剂生产的酶活高了 。所以说在饲料添加中的他的使用成本，添加成本就降低了，降低了大约三分之一左右 。比如说以猪为例，利润呢，也可以增加用家蚕生物反应器来生产的种复合干扰素呢？
在抗生素替代过程中，包括对动物疾病的预防方面，在实验室阶段的动物实验表明了也有很好的作用 。通过复合干扰素的猪的α和γ的复合使用，可以使猪增重料肉比下降5% 。从实验室阶段来看的是很有潜力的抗生素替代品 。
我们团队的首席张志芳研究员课题组做的鸡的复合干扰素，预防动物疾病替代抗生素方面也有很好的实验结果，符合的α加γ鸡的复合干扰素 。在实验过程中发现有效的提高鸡的增重提高9% 。料肉比可以下降5% 。所以说，从实验室的结果来看有很好的发展前景，也可以有望成为抗生素替代品中的新的一员 。微生物智能细胞工厂作为一种绿色可持续的生产技术，可以根据我们的需求定向完成加工产品一定会在我们今后的生活中大放异彩，对我们绿色未来的生活起到巨大的推动作用 。


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