Βιοσυνθετική Παραγωγή Ανθρώπινου Γάλακτος Ολιγοσακχαρίτες
Η βιοσύνθεση των ολιγοσακχαριτών του ανθρώπινου γάλακτος (HMO) μέσω ζύμωσης ή ενζυμικών αντιδράσεων είναι μια πολύπλοκη, κατανάλωση και συχνά χαμηλής απόδοσης διαδικασία. Ultrasonication αυξάνει τη μεταφορά μάζας μεταξύ του υποστρώματος και των κυττάρων εργοστάσια άνες διεγείρει την ανάπτυξη των κυττάρων και του μεταβολισμού. Με αυτόν τον τρόπο, υπερήχηση εντείνει τη ζύμωση και βιοχημικές διεργασίες με αποτέλεσμα την επιτάχυνση και την αποτελεσματικότερη παραγωγή των HMO.
Ολιγοσακχαρίτες Ανθρώπινου Γάλακτος
Οι ολιγοσακχαρίτες του ανθρώπινου γάλακτος (HMO), γνωστοί και ως γλυκάνες ανθρώπινου γάλακτος, είναι μόρια ζάχαρης, τα οποία αποτελούν μέρος της ομάδας ολιγοσακχαριτών. Εμφανή παραδείγματα HMO περιλαμβάνουν 2'-φουκοσυλλακτόζη (2′-FL), λακτο-Ν-νεοτετραοσέ (LNnT), 3'-γαλακτοσυλλακτόζη (3′-GL), και διφουκοσυλλακτόζη (DFL).
Ενώ το ανθρώπινο μητρικό γάλα είναι συνομοιωμένο από περισσότερες από διαφορετικές δομές 150 HMO, μόνο 2′-φουκοσυλλακτόζη (2′-FL) και lacto-N-neotetraose (LNnT) παράγονται επί του παρόντος σε εμπορικό επίπεδο και χρησιμοποιούνται ως θρεπτικά πρόσθετα σε παρασκευάσματα για βρέφη.
Οι ολιγοσακχαρίτες του ανθρώπινου γάλακτος (HMO) είναι γνωστοί για τη σημασία τους στη διατροφή των μωρών. Οι ολιγοσακχαρίτες του ανθρώπινου γάλακτος είναι ένας μοναδικός τύπος θρεπτικών συστατικών, τα οποία δρουν ως πρεβιοτικά, αντιεληντικά αντιμικροβιακά και ανοσοδιαμορφοποιητές μέσα στο έντερο του βρέφους και συμβάλλουν ουσιαστικά στην ανάπτυξη του εγκεφάλου. HMO βρίσκονται αποκλειστικά στο ανθρώπινο μητρικό γάλα? άλλα γάλατα θηλαστικών (π.χ. αγελαδινά, αιγοειδή, πρόβατα, καμήλες κ.λπ.) δεν έχουν αυτές τις ειδικές μορφή ολιγοσακχαριτών.
Οι ολιγοσακχαρίτες του ανθρώπινου γάλακτος είναι το τρίτο πιο άφθονο στερεό συστατικό στο ανθρώπινο γάλα, το οποίο μπορεί να υπάρχει είτε σε διαλυμένο είτε γαλακτωματοποιημένο ή αιωρημένο σχήμα στο νερό. Η λακτόζη και τα λιπαρά οξέα είναι τα πιο άφθονα στερεά που βρίσκονται στο ανθρώπινο γάλα. HMO είναι παρόντες σε μια συγκέντρωση 0,35–0,88 ουγγιές (9,9–24,9 g)/ L. Περίπου 200 δομικά διαφορετικές ολιγοσακχαρίτες του ανθρώπινου γάλακτος είναι γνωστές. Ο κυρίαρχος ολιγοσακχαρίτης στο 80% του συνόλου των γυναικών είναι 2′-φουκοσυλλακτόζη, η οποία υπάρχει στο ανθρώπινο μητρικό γάλα σε συγκέντρωση περίπου 2, 5 g/ L.
Δεδομένου ότι οι HMO δεν αφομοιώνονται, δεν συμβάλλουν θερμικά στη διατροφή. Όντας δυσεύλεκτοι υδατάνθρακες, λειτουργούν ως πρεβιοτικά και είναι επιλεκτικά ζύμωση από επιθυμητή μικροχλωρίδα του εντέρου, ειδικά bifidobacteria.
- προώθηση της ανάπτυξης των βρεφών
- είναι σημαντικές για την ανάπτυξη του εγκεφάλου
- έχει αντιφλεγμονώδη και
- αντι-συγκολλητικά αποτελέσματα στο γαστρεντερικό σωλήνα
- υποστηρίζει το ανοσοποιητικό σύστημα σε ενήλικες
ο Υπερήχων επεξεργαστή UIP2000hdT αυξάνει τη μεταφορά μάζας και ενεργοποιεί τα εργοστάσια κυττάρων για υψηλότερες αποδόσεις βιοσυνθειμένων βιολογικών μορίων όπως hmo
Βιοσύνθεση Ανθρώπινου Γάλακτος Ολιγοσακχαρίτες
Τα εργοστάσια κυττάρων και τα ενζυμικά/χημειο-ενζυμικά συστήματα είναι τρέχουσες τεχνολογίες που χρησιμοποιούνται για τη σύνθεση των HMO. Για την παραγωγή HMO σε βιομηχανική κλίμακα, η ζύμωση των μικροβιακών κυττάρων, η βιοχημική σύνθεση και οι διαφορετικές ενζυμικές αντιδράσεις είναι εφικτοί τρόποι βιοπαραγωγής HMO. Για οικονομικούς λόγους, η βιοσφαιρέματα μέσω μικροβιακών κυττάρων είναι επί του παρόντος η μόνη τεχνική που χρησιμοποιείται σε επίπεδο βιομηχανικής παραγωγής των HMO.
Ζύμωση των HMO που χρησιμοποιούν μικροβιακά εργοστάσια κυττάρων
E.coli, Saccharomyces cerevisiae και Lactococcus lactis χρησιμοποιούνται συνήθως εργοστάσια κυττάρων που χρησιμοποιούνται για τη βιοπαραγωγή βιολογικών μορίων όπως hmo. Η ζύμωση είναι μια βιοχημική διαδικασία που χρησιμοποιεί μικροοργανισμούς για να μετατρέψει ένα υπόστρωμα σε στοχευμένα βιολογικά μόρια. Τα μικροβιακά εργοστάσια κυττάρων χρησιμοποιούν απλά σάκχαρα ως υπόστρωμα, τα οποία μετατρέπουν σε HMO. Δεδομένου ότι τα απλά σάκχαρα (π.χ. λακτόζη) είναι ένα άφθονο, φθηνό υπόστρωμα, αυτό διατηρεί τη διαδικασία βιο-σύνθεσης οικονομικά αποδοτική.
Ο ρυθμός ανάπτυξης και βιομετατροπής επηρεάζεται κυρίως από τη μαζική μεταφορά θρεπτικών συστατικών (υπόστρωμα) στους μικροοργανισμούς. Ο ρυθμός μεταφοράς μάζας είναι ένας κύριος παράγοντας που επηρεάζει τη σύνθεση του προϊόντος κατά τη διάρκεια της ζύμωσης. Ultrasonication είναι γνωστό για την προώθηση της μαζικής μεταφοράς.
Κατά τη διάρκεια της ζύμωσης, οι συνθήκες στον βιοαντιδραστήρα πρέπει να παρακολουθούνται και να ρυθμίζονται συνεχώς, έτσι ώστε τα κύτταρα να μπορούν να αναπτυχθούν το συντομότερο δυνατόν, ώστε στη συνέχεια να παράγουν τα στοχευμένα βιομόρια (π.χ. ολιγοσακχαρίτες όπως HMOs, ινσουλίνη, ανασυνδυασμένες πρωτεΐνες). Θεωρητικά, ο σχηματισμός του προϊόντος ξεκινά μόλις αρχίσει να αυξάνεται η κυτταρική καλλιέργεια. Ωστόσο, ειδικά σε γενετικά τροποποιημένα κύτταρα, όπως οι τεχνητοί μικροοργανισμοί, συνήθως προκαλείται αργότερα με την προσθήκη μιας χημικής ουσίας στο υπόστρωμα, η οποία αναρυθμίζει την έκφραση του στοχευμένου βιομορίων. Υπερήχων βιοαντιδραστήρες (sono-βιοαντιδραστήρα) μπορεί να ελεγχθεί με ακρίβεια και να επιτρέψει τη συγκεκριμένη διέγερση των μικροβίων. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα μια επιταχυνόμενη βιοσύνθεση και υψηλότερες αποδόσεις.
Υπερήχων λύση και εκχύλιση: Ζύμωση των πολύπλοκων HMO μπορεί να περιορίζεται από χαμηλής ζύμωσης τίτλους και τα προϊόντα που παραμένουν ενδοκυτταρική. Υπερήχων λύση και εκχύλιση χρησιμοποιείται για την απελευθέρωση ενδοκυτταρικό υλικό πριν από τον καθαρισμό και κάτω-ρεύμα διεργασίες.
Υπερήχων προωθείται ζύμωση
Ο ρυθμός ανάπτυξης των μικροβίων, όπως Escherichia coli, μηχανική E.coli, Saccharomyces cerevisiae και Lactococcus lactis μπορεί να επιταχυνθεί με την αύξηση του ρυθμού μεταφοράς μάζας και διαπερατότητα κυτταρικού τοιχώματος με την εφαρμογή ελεγχόμενης χαμηλής συχνότητας υπερήχων. Ως ήπια, μη θερμική τεχνική επεξεργασίας, ultrasonication εφαρμόζει καθαρά μηχανικές δυνάμεις στο ζωμό ζύμωσης.
Ακουστική σπηλαίωση: Η αρχή λειτουργίας της κατεργασίας με υπερήχους βασίζεται στην ακουστική σπηλαίωση. Ο υπερηχητικός καθετήρας (sonotrode) ζευγαρώνει κύματα υπερήχων χαμηλής συχνότητας στο μέσο. Τα κύματα υπερήχων ταξιδεύουν μέσα από το υγρό δημιουργώντας εναλλασσόμενους κύκλους υψηλής πίεσης (συμπίεσης) / χαμηλής πίεσης (σπάνιας πίεσης). Με τη συμπίεση και το τέντωμα του υγρού στους εναλλασσόμενους κύκλους, προκύπτουν λεπτές φυσαλίδες κενού. Αυτές οι μικρές φυσαλίδες κενού αναπτύσσονται σε διάφορους κύκλους μέχρι να φτάσουν σε ένα μέγεθος όπου δεν μπορούν να απορροφήσουν περαιτέρω ενέργεια. Σε αυτό το σημείο της μέγιστης ανάπτυξης, η φυσαλίδα κενού εκρήγνυται βίαια και δημιουργεί τοπικά ακραίες συνθήκες, γνωστές ως το φαινόμενο της σπηλαίωσης. Στο σπηλαιογραφικό "hot-spot", μπορούν να παρατηρηθούν διαφορικά υψηλής πίεσης και θερμοκρασίας και έντονες δυνάμεις κουράς με υγρούς πίδακες έως 280m/sec. Με αυτές τις σπηλαιακές επιδράσεις επιτυγχάνεται διεξοδική μεταφορά μάζας και sonoporation (διάτρηση κυτταρικών τοιχωμάτων και κυτταρικών μεμβρανών). Τα θρεπτικά συστατικά του υποστρώματος επιπλέουν προς και μέσα στα ζωντανά ολόκληρα κύτταρα, έτσι ώστε τα εργοστάσια κυττάρων να τρέφονται βέλτιστα και η ανάπτυξη καθώς και οι ρυθμοί μετατροπής επιταχύνονται. Υπερήχων βιοδραστικοί παράγοντες είναι μια απλή, αλλά εξαιρετικά αποτελεσματική στρατηγική για την επεξεργασία βιομάζας σε μια διαδικασία βιοσύνθεσης ενός δοχείου.
Μια ακριβώς ελεγχόμενη, ήπια υπερήχηση είναι γνωστό ότι εντείνει τις διαδικασίες ζύμωσης.
Υπερήχηση βελτιώνει "την παραγωγικότητα πολλών βιοεπιποινοητείων που αφορούν ζωντανά κύτταρα μέσω της ενίσχυσης της πρόσληψης υποστρώματος, ενισχυμένη παραγωγή ή ανάπτυξη με την αύξηση του πορώδους των κυττάρων, και δυνητικά ενισχυμένη απελευθέρωση των συστατικών των κυττάρων." (Naveena et al. 2015)
Διαβάστε περισσότερα για υπερήχων με τη βοήθεια ζύμωσης!
- αυξημένη απόδοση
- Επιταχυνόμενη ζύμωση
- Διέγερση ειδικά για τα κύτταρα
- Ενισχυμένη πρόσληψη υποστρώματος
- Αυξημένο πορώδες κυττάρων
- εύκολο στη λειτουργία
- Ασφαλής
- Απλή ρετρό τοποθέτηση
- γραμμική κλίμακα-up
- Επεξεργασία δέσμης ή iniine
- γρήγορο RoI
Naveena et al. (2015) διαπίστωσε ότι υπερήχων εντατικοποίηση προσφέρει διάφορα πλεονεκτήματα κατά τη διάρκεια της βιοεπεξεργασίας, συμπεριλαμβανομένων των χαμηλών λειτουργικών δαπανών σε σύγκριση με άλλες επιλογές ενίσχυσης της θεραπείας, την απλότητα της λειτουργίας και μέτριες απαιτήσεις ισχύος.
Ο Πολυσονικός Αντιδραστήρας MSR-4 είναι ένας βιομηχανικός ενσωματωμένος ομογενοποιητής κατάλληλος για την ενισχυμένη βιοσύνθεση των Ολιγοσακχαριτών Ανθρώπινου Γάλακτος (HMO).
Υψηλής απόδοσης υπερηχητικοί αντιδραστήρες ζύμωσης
Οι διαδικασίες ζύμωσης περιλαμβάνουν ζωντανούς μικροοργανισμούς όπως βακτήρια ή μαγιά, τα οποία λειτουργούν ως εργοστάσια κυττάρων. Ενώ υπερήχηση εφαρμόζεται για την προώθηση της μαζικής μεταφοράς και την αύξηση της ανάπτυξης και του ποσοστού μετατροπής μικροοργανισμών, είναι ζωτικής σημασίας για τον έλεγχο της έντασης υπερήχων ακριβώς προκειμένου να αποφευχθεί η καταστροφή των εργοστασίων κυττάρων.
Hielscher Υπερήχων είναι ειδικός στο σχεδιασμό, την κατασκευή και τη διανομή υψηλής απόδοσης ultrasonicators, η οποία μπορεί να ελεγχθεί με ακρίβεια και να παρακολουθούνται για να εξασφαλιστεί ανώτερη απόδοση ζύμωσης.
Ο έλεγχος της διαδικασίας δεν είναι μόνο απαραίτητος για υψηλές αποδόσεις και ανώτερη ποιότητα, αλλά επιτρέπει την επανάληψη και την αναπαραγωγή αποτελεσμάτων. Ειδικά όταν ist έρχεται στην διέγερση των εργοστασίων κυττάρων, η κύτταρο-συγκεκριμένη προσαρμογή των παραμέτρων υπερήχων είναι απαραίτητη για την επίτευξη υψηλών αποδόσεων και για την πρόληψη της υποβάθμισης των κυττάρων. Ως εκ τούτου, όλα τα ψηφιακά μοντέλα της Hielscher ultrasonicators είναι εξοπλισμένα με έξυπνο λογισμικό, το οποίο σας επιτρέπει να ρυθμίσετε, να παρακολουθείτε και να αναθεωρείτε τις παραμέτρους υπερήχων. Οι υπερηχητικές παράμετροι διαδικασίας όπως το πλάτος, η θερμοκρασία, η πίεση, η διάρκεια υπερήχων, οι κύκλοι καθήκοντος, και η ενεργειακή εισαγωγή είναι ουσιαστικές για να προωθήσουν την παραγωγή HMO μέσω της ζύμωσης.
Το έξυπνο λογισμικό της Hielscher ultrasonicators καταγράφει αυτόματα όλες τις σημαντικές παραμέτρους της διαδικασίας για την ενσωματωμένη κάρτα SD. Η αυτόματη καταγραφή δεδομένων της διαδικασίας υπερήχων αποτελούν τη βάση για την τυποποίηση της διαδικασίας και την αναπαραγωγιμότητα / επαναληψιμότητα, τα οποία απαιτούνται για τις ορθές πρακτικές κατασκευής (GMP).
Υπερηχητικοί πρυτάνεις για τη ζύμωση
Hielscher προσφέρει υπερήχων καθετήρες διαφόρων μεγέθους, μήκους και γεωμετρίες, τα οποία μπορούν να χρησιμοποιηθούν για παρτίδα, καθώς και συνεχή ροή-μέσω θεραπείες. Οι υπερηχητικοί αντιδραστήρες, επίσης γνωστοί ως sono-βιοαντιδραστήρες, είναι διαθέσιμοι για οποιοδήποτε όγκο που καλύπτει την υπερηχητική βιοεπεξεργασία από τα μικρά εργαστηριακά δείγματα στο πιλοτικό και πλήρως-εμπορικό επίπεδο παραγωγής.
Είναι γνωστό ότι η θέση του υπερηχητικού sonotrode στο δοχείο αντίδρασης επηρεάζει την κατανομή της σπηλαίωσης και της μικρο-ροής μέσα στο μέσο. Ο αντιδραστήρας Sonotrode και υπερήχων θα πρέπει να επιλέγεται σύμφωνα με τον όγκο επεξεργασίας του ζωμού των κυττάρων. Ενώ η υπερήχηση μπορεί να πραγματοποιηθεί σε παρτίδα καθώς και σε συνεχή λειτουργία, για μεγάλους όγκους παραγωγής συνιστάται η χρήση μιας εγκατάστασης συνεχούς ροής. Περνώντας μέσα από ένα υπερηχητικό κύτταρο ροής, όλα τα κυτταρικά μέσα παίρνει ακριβώς την ίδια έκθεση στην υπερήχηση εξασφαλίζοντας την πιο αποτελεσματική θεραπεία. Hielscher Ultrasonics ευρύ φάσμα υπερήχων καθετήρες και αντιδραστήρες κυττάρων ροής επιτρέπει να συγκεντρώσει το ιδανικό υπερήχων bioprocessing setup.
Hielscher Υπέρηχοι – Από το Εργαστήριο στο Πιλοτικό στην Παραγωγή
Hielscher Ultrasonics καλύπτει το πλήρες φάσμα του εξοπλισμού υπερήχων που προσφέρει συμπαγή χειρός υπερήχων ομογενοποιητές για την προετοιμασία του δείγματος σε πάγκο-top και πιλοτικά συστήματα, καθώς και ισχυρές βιομηχανικές μονάδες υπερήχων που επεξεργάζονται εύκολα truckloads ανά ώρα. Όντας ευπροσάρμοστος και εύκαμπτος στις επιλογές εγκαταστάσεων και τοποθέτησης, Hielscher ultrasonicators μπορεί να ενσωματωθεί εύκολα σε όλα τα είδη αντιδραστήρων batch, που τροφοδοτούνται-παρτίδες ή συνεχής ροή-μέσω των εγκαταστάσεων.
Διάφορα εξαρτήματα καθώς επίσης και τα προσαρμοσμένα μέρη επιτρέπουν την ιδανική προσαρμογή της υπερηχητικής οργάνωσης σας στις απαιτήσεις διαδικασίας σας.
Κατασκευασμένοι για λειτουργία 24 ώρες το 24ωρο, 7 ετών, υπό πλήρες φορτίο και βαρέων καθηκόντων σε απαιτητικές συνθήκες, οι επεξεργαστές υπερήχων Hielscher είναι αξιόπιστοι και απαιτούν μόνο χαμηλή συντήρηση.
Ο παρακάτω πίνακας σας δίνει μια ένδειξη για την κατά προσέγγιση ικανότητα επεξεργασίας των υπερήχων μας:
| Μαζική Όγκος | Ρυθμός ροής | Προτεινόμενες συσκευές |
|---|---|---|
| 1 έως 500mL | 10 έως 200 ml / λεπτό | UP100H |
| 10 έως 2000mL | 20 έως 400mL / λεπτό | Uf200 ः t, UP400St |
| 0.1 έως 20 λίτρα | 0.2 έως 4 λίτρα / λεπτό | UIP2000hdT |
| 10 έως 100L | 2 έως 10 λίτρα / λεπτό | UIP4000hdT |
| μ.δ. | 10 έως 100 λίτρα / λεπτό | UIP16000 |
| μ.δ. | μεγαλύτερος | σύμπλεγμα UIP16000 |
Επικοινωνήστε μαζί μας! / Ρωτήστε μας!
Υψηλής ισχύος υπερήχων Ομογενοποιητές από Εργαστήριο προς την πιλότος και Βιομηχανικός κλίμακα.
Λογοτεχνία / Αναφορές
- Muschiol, Jan; Meyer, Anne S. (2019): A chemo-enzymatic approach for the synthesis of human milk oligosaccharide backbone structures. Zeitschrift für Naturforschung C, Volume 74: Issue 3-4, 2019. 85-89.
- Birgitte Zeuner, David Teze, Jan Muschiol, Anne S. Meyer (2019): Synthesis of Human Milk Oligosaccharides: Protein Engineering Strategies for Improved Enzymatic Transglycosylation. Molecules 24, 2019.
- Yun Hee Choi, Bum Seok Park, Joo‐Hyun Seo, Byung‐Gee Ki (2019): Biosynthesis of the human milk oligosaccharide 3‐fucosyllactose in metabolically engineered Escherichia coli via the salvage pathway through increasing GTP synthesis and β‐galactosidase modification. Biotechnology and Bioengineering Volume 116, Issue 12. December 2019.
- Balakrishnan Naveena, Patricia Armshaw, J. Tony Pembroke (2015): Ultrasonic intensification as a tool for enhanced microbial biofuel yields. Biotechnology of Biofuels 8:140, 2015.
- Shweta Pawar, Virendra K. Rathod (2020): Role of ultrasound in assisted fermentation technologies for process enhancements. Preparative Biochemistry & Biotechnology 50(6), 2020. 1-8.
Γεγονότα που αξίζει να γνωρίζουμε
Βιοσύνθεση χρησιμοποιώντας εργοστάσια κυττάρων
Ένα εργοστάσιο μικροβιακών κυττάρων είναι μια μέθοδος βιομηχανικής, η οποία χρησιμοποιεί μικροβιακά κύτταρα ως μονάδα παραγωγής. Με τα γενετικά μικρόβια εφαρμοσμένης μηχανικής, το DNA των μικροοργανισμών όπως τα βακτηρίδια, οι ζύμες, οι μύκητες, τα κύτταρα θηλαστικών, ή τα άλγη τροποποιείται μετατρέποντας τα μικρόβια στα εργοστάσια κυττάρων. Τα εργοστάσια κυττάρων χρησιμοποιούνται για να μετατρέψουν τα υποστρώματα στα πολύτιμα βιολογικά μόρια, τα οποία χρησιμοποιούνται π.χ. στα τρόφιμα, pharma, τη χημεία και την παραγωγή καυσίμων. Διαφορετικές στρατηγικές της κυτταρικής εργοστασιακής βιοσύνθεσης στοχεύουν στην παραγωγή εγγενών μεταβολιτών, στην έκφραση ετερόλογων βιοσυνθετικών οδών ή στην έκφραση πρωτεϊνών.
Τα εργοστάσια κυττάρων μπορούν να χρησιμοποιηθούν είτε για να συνθέσουν τους εγγενείς μεταβολίτες, για να εκφράσουν τις ετερόλογες βιοσυνθετικές οδούς, είτε για να εκφράσουν τις πρωτεΐνες.
Βιοσύνθεση των ιθαγενών μεταβολιτών
Οι εγγενείς μεταβολίτες ορίζονται ως βιολογικά μόρια, τα οποία τα κύτταρα που χρησιμοποιούνται ως εργοστάσιο κυττάρων παράγουν φυσικά. Τα εργοστάσια κυττάρων παράγουν αυτά τα βιολογικά μόρια είτε ενδοκυτταρικά είτε μια εκκριμένη ουσία. Το τελευταίο προτιμάται, δεδομένου ότι διευκολύνει το διαχωρισμό και τον καθαρισμό των στοχευόμενων ενώσεων. Παραδείγματα για τους αυτόχθονες μεταβολίτες είναι αμινοξέα και νουκλεϊνικά οξέα, αντιβιοτικά, βιταμίνες, ένζυμα, βιοδραστικές ενώσεις, και πρωτεΐνες που παράγονται από αναβολικές οδούς των κυττάρων.
Ετερόλογος Βιοσυνθετικές οδοί
Όταν προσπαθείτε να παράγετε μια ενδιαφέρουσα ένωση, μία από τις πιο σημαντικές αποφάσεις είναι η επιλογή της παραγωγής στον εγγενή οικοδεσπότη, και να βελτιστοποιήσετε αυτόν τον οικοδεσπότη, ή τη μεταφορά του μονοπατιού σε έναν άλλο γνωστό οικοδεσπότη. Εάν ο αρχικός ξενιστής μπορεί να προσαρμοστεί σε μια βιομηχανική διαδικασία ζύμωσης, και δεν υπάρχουν σχετικοί με την υγεία κίνδυνοι με αυτόν τον τρόπο (π.χ. παραγωγή τοξικών υποπροϊόντων), αυτή μπορεί να είναι μια προτιμώμενη στρατηγική (όπως συνέβη π.χ. για την πενικιλίνη). Ωστόσο, σε πολλές σύγχρονες περιπτώσεις, η δυνατότητα χρήσης ενός βιομηχανικά προτιμώμενου εργοστασίου κυττάρων και συναφών διαδικασιών πλατφόρμας εξυψώνει τη δυσκολία μεταφοράς της οδού.
Πρωτεϊνική έκφραση
Η έκφραση των πρωτεϊνών μπορεί να επιτευχθεί μέσω ομόλογων και ετερόλογων τρόπων. Στην ομόλογη έκφραση, ένα γονίδιο που είναι φυσικά παρόν σε έναν οργανισμό υπερεκφράγεται. Μέσω αυτής της υπερέκφρασης, μπορεί να παραχθεί υψηλότερη απόδοση ενός συγκεκριμένου βιολογικού μορίου. Για την ετερόλογη έκφραση, ένα συγκεκριμένο γονίδιο μεταφέρεται σε ένα κύτταρο ξενιστών στο ότι το γονίδιο δεν είναι παρόν φυσικά. Χρησιμοποιώντας την κυτταρική μηχανική και την τεχνολογία ανασυνδυασμένου DNA, το γονίδιο εισάγεται στο DNA του ξενιστή έτσι ώστε το κύτταρο ξενιστών παράγει (μεγάλες) ποσότητες μιας πρωτεΐνης που δεν θα παρήγαγε φυσικά. Η πρωτεϊνική έκφραση γίνεται σε διάφορους ξενιστές από βακτήρια, π.χ. E. coli και Bacillis subtilis, ζύμες, π.χ., Klyuveromyces lactis, Pichia pastoris, S. cerevisiae, νηματώδεις μύκητες, π.χ. ως Α. νίγηρας, και κύτταρα που προέρχονται από πολυκυτταρικούς οργανισμούς όπως θηλαστικά και έντομα. Οι αμέτρητες πρωτεΐνες παρουσιάζουν μεγάλο εμπορικό ενδιαφέρον, μεταξύ άλλων από τα μαζικά ένζυμα, τα σύνθετα βιοφαρμακευτικά προϊόντα, τα διαγνωστικά και τα ερευνητικά αντιδραστήρια. (βλ. A.M. Davy et al. 2017)