បច្ចេកវិទ្យាអ៊ុលត្រាសោនហេលស៊ឺរ។

Biosynthetic Production of Human Milk Oligosaccharides

ជីវរសាយនវិទ្យានៃ oligosaccharides ទឹកដោះគោរបស់មនុស្ស (HMOs) តាមរយៈប្រតិកម្ម fermentation ឬប្រតិកម្មអង់ស៊ីមគឺជាដំណើរការស្មុគស្មាញ, ការប្រើប្រាស់និងជាញឹកញាប់ផ្តល់ទិន្នផលទាប។ Ultrasonication បង្កើនការផ្លាស់ប្តូរដ៏ធំមួយរវាងស្រទាប់ខាងក្រោមនិងរោងចក្រកោសិកាឆ្លើយរំញោចដល់ការលូតលាស់កោសិកានិងការរំលាយអាហារ។ ដោយហេតុនេះ sonic បង្កើនដំណើរការ fermentation និងជីវគីមីដែលជាលទ្ធផលនៅក្នុងផលិតកម្មដែលបានពន្លឿននិងមានប្រសិទ្ធិភាពបន្ថែមនៃ HMOs ។

ទឹកដោះគោមនុស្ស Oligosaccharides

oligosaccharides ទឹកដោះគោមនុស្ស (HMOs) ដែលត្រូវបានគេស្គាល់ថា glycans ទឹកដោះគោរបស់មនុស្សគឺជាម៉ូលេគុលស្ករដែលជាផ្នែកមួយនៃក្រុម oligosaccharides ។ ឧទាហរណ៍នៃ HMOs សំខាន់ៗរួមមាន 2'-fucosyllactose (2′-FL), lacto-N-neotetraose (LNnT), 3'-galactosyllactose (៣′-GL) និង difucosyllactose (DFL) ។
ខណៈពេលដែលទឹកដោះម្តាយរបស់មនុស្សត្រូវបានបង្កើតឡើងជាង ១៥០ រចនាសម្ព័ន្ធ HMO ផ្សេងៗគ្នាមានតែ 2′-fucosyllactose (2′-FL) និង lacto-N-neotetraose (LNnT) ដែលបច្ចុប្បន្នត្រូវបានផលិតក្នុងកម្រិតពាណិជ្ជកម្មហើយត្រូវបានប្រើជាសារធាតុបំប៉នបន្ថែមនៅក្នុងរូបមន្តទារក។
oligosaccharides ទឹកដោះគោ (HMOs) របស់មនុស្សត្រូវបានគេស្គាល់ដោយសារសារៈសំខាន់របស់ពួកគេនៅក្នុងអាហារូបត្ថម្ភទារក។ oligosaccharides ទឹកដោះគោជាប្រភេទសារធាតុចិញ្ចឹមពិសេសមួយប្រភេទដែលដើរតួជាថ្នាំបំបាត់ការឈឺចាប់ថ្នាំប្រឆាំងនឹងការស្អិតនិងសារធាតុការពារក្នុងពោះវៀនរបស់ទារកនិងរួមចំណែកយ៉ាងសំខាន់ដល់ការអភិវឌ្ឍខួរក្បាល។ HMOs ត្រូវបានរកឃើញទាំងស្រុងនៅក្នុងទឹកដោះម្តាយរបស់មនុស្ស; មីថនិកសត្វដទៃទៀត (ឧទាហរណ៍គោពពែចៀមអូដ្ឋ។ ល។ ) មិនមានទំរង់ជាក់លាក់នៃអូហ្គូសាកាស្យាទេ។
oligosaccharides ទឹកដោះគោរបស់មនុស្សគឺជាសមាសធាតុរឹងដែលមានច្រើនបំផុតទីបីនៅក្នុងទឹកដោះគោរបស់មនុស្សដែលអាចមាននៅក្នុងទម្រង់រំលាយឬបំភាយឬព្យួរនៅក្នុងទឹក។ អាស៊ីតឡាក់តូសនិងខ្លាញ់គឺជាសារធាតុរំលាយដែលមានច្រើនបំផុតដែលមាននៅក្នុងទឹកដោះគោរបស់មនុស្ស។ HMOs មានវត្តមាននៅក្នុងកំហាប់ ០.៣៥-០.៨៨ អោន (៩,៩-២៤,៩ ក្រាម) / អិលប្រមាណ ៣០០ អូលីសាដូស៊ីសទឹកដោះគោដែលមានរចនាសម្ព័ន្ធខុសគ្នាត្រូវបានគេដឹង។ oligosaccharide លេចធ្លោក្នុង ៨០% នៃស្ត្រីទាំងអស់គឺ ២′-fucosyllactose ដែលមាននៅក្នុងទឹកដោះម្តាយរបស់មនុស្សក្នុងកម្រិតប្រមាណ ២,៥ ក្រាម / អិល។
ដោយសារ HMOs មិនត្រូវបានរំលាយពួកគេមិនមានកាឡូរីជួយដល់អាហារូបត្ថម្ភទេ។ ក្នុងនាមជាកាបូអ៊ីដ្រាតដែលមិនអាចរំលាយបានពួកវាមានមុខងារដូចជា prebiotics និងត្រូវបានជ្រើសរើសដោយជាតិ microflora ដែលវង្វេងស្មារតីជាពិសេសពពួក bifidobacteria ។

គុណប្រយោជន៍ចំពោះសុខភាពរបស់ទឹកដោះគោមនុស្ស Oligosaccharides (HMOs)

  • លើកកម្ពស់ការអភិវឌ្ឍរបស់ទារក
  • មានសារៈសំខាន់សម្រាប់ការអភិវឌ្ឍខួរក្បាល
  • មានប្រឆាំងនឹងការរលាកនិង
  • ផលប៉ះពាល់ប្រឆាំងនឹងការដេលចាប់តាមក្នុងក្រពះពោះវៀន
  • គាំទ្រប្រព័ន្ធភាពស៊ាំចំពោះមនុស្សពេញវ័យ
Ultrasonication and the use of ultrasonic bioreactors (sono-bioreactors) are highly effective to promote mass transfer between substrate and living cells used as cell factories

នេះ ដំណើរការ ultrasonic UIP2000hdT បង្កើនការផ្ទេរទ្រង់ទ្រាយធំនិងធ្វើឱ្យរោងចក្រកោសិកាសកម្មសម្រាប់ទិន្នផលខ្ពស់នៃម៉ូលេគុលជីវម៉ាសជីវម៉ាស់ដូចជា HMO

ស្នើសុំព




ចំណាំរបស់យើង គោលការណ៍​ភាព​ឯកជន


ជីវគីមីនៃទឹកដោះគោមនុស្ស Oligosaccharides

រោងចក្រកោសិកានិងប្រព័ន្ធអង់ហ្ស៊ីមទិក / គីមី - អង់ហ្ស៊ីមិចគឺជាបច្ចេកវិទ្យាបច្ចុប្បន្នដែលត្រូវបានប្រើសម្រាប់ការសំយោគ HMOs ។ សម្រាប់ផលិតកម្ម HMO នៅលើខ្នាតឧស្សាហកម្មការលាយបញ្ចូលគ្នានៃរោងចក្រកោសិកាអតិសុខុមប្រាណការសំយោគជីវគីមីនិងប្រតិកម្មអង់ស៊ីមផ្សេងៗគ្នាគឺជាវិធីដែលអាចធ្វើទៅបាននៃផលិតកម្មជីវឧស្ម័ន HMO ។ ដោយសារហេតុផលសេដ្ឋកិច្ចការសំយោគជីវឧស្ម័នតាមរយៈរោងចក្រកោសិកាអតិសុខុមប្រាណគឺជាបច្ចេកទេសតែមួយគត់ដែលត្រូវបានប្រើលើកម្រិតផលិតកម្មឧស្សាហកម្មនៃ HMOs ។

ការធ្វើឱ្យមានសារធាតុ HMOs ដោយប្រើរោងចក្រកោសិកាមីក្រូ

E.coli, Saccharomyces cerevisiae និង Lactococcus lactis ត្រូវបានគេប្រើជាទូទៅរោងចក្រកោសិកាដែលត្រូវបានប្រើសម្រាប់ការផលិតជីវឧស្ម័ននៃម៉ូលេគុលជីវសាស្ត្រដូចជា HMOs ។ Fermentation គឺជាដំណើរការជីវគីមីមួយដោយប្រើមីក្រូសរីរាង្គដើម្បីបំលែងស្រទាប់ខាងក្រោមទៅជាម៉ូលេគុលជីវសាស្ត្រគោលដៅ។ រោងចក្រកោសិកាអតិសុខុមប្រាណប្រើស្ករធម្មតាជាស្រទាប់ខាងក្រោមដែលពួកវាបំលែងទៅជា HMOs ។ ដោយសារជាតិស្ករធម្មតា (ឧទាហរណ៏ lactose) គឺជាស្រទាប់ខាងក្រោមមានច្រើនក្រៃលែងហើយនេះធ្វើឱ្យដំណើរការសំយោគជីវៈមានតំលៃថ្លៃ។
អត្រាកំណើននិងជីវគីមីត្រូវបានជះឥទ្ធិពលជាចម្បងដោយការផ្ទេរដ៏ធំនៃសារធាតុចិញ្ចឹម (ស្រទាប់ខាងក្រោម) ទៅនឹងអតិសុខុមប្រាណ។ អត្រាផ្ទេរដ៏ច្រើនគឺជាកត្តាចំបងដែលជះឥទ្ធិពលដល់ការសំយោគផលិតផលកំឡុងពេល fermentation ។ អ៊ុលត្រាសោនត្រូវបានគេស្គាល់យ៉ាងច្បាស់ដើម្បីជំរុញការផ្ទេរទ្រង់ទ្រាយធំ។
During fermentation, the conditions in the bioreactor must be constantly monitored and regulated so that the cells can grow as quickly as possible in order to then produce the targeted biomolecules (e.g. oligosaccharides such as HMOs; insulin; recombinant proteins). Theoretically, the product formation starts as soon as the cell culture begins to grow. However especially in genetically modified cells such as engineered microorganisms it is usually induced later by adding a chemical substance to the substrate, which upregulates the expression of the targeted biomolecule. Ultrasonic bioreactors (sono-bioreactor) can be precisely controlled and allow for the specific stimulation of microbes. This results in an accelerated biosynthesis and higher yields.
Ultrasonic lysis and extraction: Fermentation of complex HMOs might be limited by low fermentation titers and products remaining intracellular. Ultrasonic lysis and extraction is used to release intracellular material before purification and down-stream processes.

ការជម្រុញទឹកដោយអ៊ុលត្រាសោន

The growth rate of microbes such as Escherichia coli, engineered E.coli, Saccharomyces cerevisiae and Lactococcus lactis can be accelerated by increasing the mass transfer rate and cell wall permeability by applying controlled low-frequency ultrasonication. As a mild, non-thermal processing technique, ultrasonication applies purely mechanical forces into the fermentation broth.
Acoustic Cavitation: The working principle of sonication is based on acoustic cavitation. The ultrasonic probe (sonotrode) couples low-frequency ultrasound d waves into the medium. The ultrasound waves travel through the liquid creating alternating high-pressure (compression) / low-pressure (rarefaction) cycles. By compressing and stretching the liquid in alternating cycles, minute vacuum bubbles arise. These small vacuum bubbles grow over several cycles until they reach a size where they cannot absorb any further energy. At this point of maximum growth, the vacuum bubble implodes violently and generates locally extreme conditions, known as the phenomenon of cavitation. In the cavitational “hot-spot”, high pressure and temperature differentials and intense shear forces with liquid jets of up to 280m/sec can be observed. By these cavitational effects, thorough mass transfer and sonoporation (the perforation of cell walls and cell membranes) is achieved. The nutrients of the substrate are floated to and into the living whole cells, so that the cell factories are optimally nourished and growth as well as conversion rates are accelerated. Ultrasonic bioreactors are a simple, yet highly effective strategy to process biomass in a one-pot biosynthesis process.
ការត្រួតពិនិត្យយ៉ាងជាក់លាក់និងការ sonication ស្រាលត្រូវបានគេស្គាល់ថាដើម្បីបង្កើនដំណើរការ fermentation ។
Sonication ធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវ“ ផលិតភាពនៃជីវឧស្ម័នជាច្រើនដែលពាក់ព័ន្ធនឹងកោសិការស់រានតាមរយៈការបង្កើនការស្រូបយកស្រទាប់ខាងក្រោមការធ្វើឱ្យប្រសើរឡើងនូវផលិតកម្មឬការលូតលាស់ដោយការបង្កើនកោសិកានិងការបញ្ចេញសមាសធាតុកោសិកាដែលមានសក្តានុពល” ។ (Naveena et al ឆ្នាំ 2015)
Read more about ultrasonically-assisted fermentation!
គុណសម្បត្តិនៃការបង្កើនថាមពលដោយប្រើអេកូ

  • បង្កើនទិន្នផល
  • បង្កើនល្បឿន Fermentation
  • រំញោចកោសិកាជាក់លាក់
  • ការស្រូបយកស្រទាប់ខាងក្រោម
  • ការបង្កើនភាពរោទិ៍កោសិកា
  • ងាយស្រួលក្នុងការធ្វើប្រតិបត្តិការ
  • សុវត្ថិភាព
  • សមបែប Retro- សម
  • ការធ្វើមាត្រដ្ឋានលីនេអ៊ែរ
  • បាច់ឬអ៊ីនអ៊ីនដំណើរការ
  • រហ័ស Roi

Naveena et al ។ (ឆ្នាំ ២០១៥) បានរកឃើញថាអាំងតង់ស៊ីតេអ៊ុលត្រាសោនផ្តល់នូវគុណសម្បត្តិជាច្រើនក្នុងកំឡុងពេលដំណើរការជីវៈចម្រុះរួមមានថ្លៃដើមប្រតិបត្តិការទាបបើប្រៀបធៀបទៅនឹងជម្រើសនៃការព្យាបាលផ្សេងទៀតភាពសាមញ្ញនៃប្រតិបត្តិការនិងតម្រូវការថាមពលតិចតួច។

Agitated ultrasonic tank (sono-bioreactor) for batch processing

រថក្រោះជាមួយម៉ាស៊ីន ultrasonic និង 8 agW agitator

រ៉េអាក់ទ័រផូស្វ័រដែលមានសមត្ថភាពខ្ពស់

ដំណើរការផលិតទាក់ទងនឹងមីក្រូសរីរាង្គដែលរស់នៅដូចជាបាក់តេរីឬផ្សិតដែលមានមុខងារដូចរោងចក្រកោសិកា។ ខណៈពេលដែលការ sonic ត្រូវបានអនុវត្តដើម្បីជំរុញការផ្លាស់ប្តូរដ៏ធំនិងបង្កើនអត្រាកំណើននិងអត្រាការផ្លាស់ប្តូរមីក្រូសរីរាង្គវាជាការសំខាន់ដើម្បីត្រួតពិនិត្យអាំងតង់ស៊ីតេ ultrasonic យ៉ាងជាក់លាក់ដើម្បីជៀសវាងការបំផ្លាញរោងចក្រកោសិកា។
Hielscher Ultrasonics គឺជាអ្នកជំនាញក្នុងការរចនាការផលិតនិងចែកចាយឧបករណ៍ ultrasonic ដែលមានសមត្ថភាពខ្ពស់ដែលអាចត្រូវបានត្រួតពិនិត្យនិងត្រួតពិនិត្យយ៉ាងជាក់លាក់ដើម្បីធានាបាននូវទិន្នផល fermentation ខ្ពស់។
ការត្រួតពិនិត្យច្បាស់លាស់លើប៉ារ៉ាម៉ែត្រដំណើរការ ultrasonic ដោយ Hielscher Ultrasonics' ផ្នែកទន់ឆ្លាតវៃការត្រួតពិនិត្យដំណើរការមិនត្រឹមតែចាំបាច់សម្រាប់ទិន្នផលខ្ពស់និងមានគុណភាពខ្ពស់ប៉ុណ្ណោះទេប៉ុន្តែថែមទាំងអាចធ្វើម្តងទៀតនិងបង្កើតលទ្ធផលឡើងវិញ។ ជាពិសេសនៅពេលអាយសេនមកដល់ការរំញោចនៃរោងចក្រកោសិកាការបន្សាំកោសិកាជាក់លាក់នៃប៉ារ៉ាម៉ែត្រ sonic គឺចាំបាច់ដើម្បីសម្រេចបាននូវទិន្នផលខ្ពស់និងដើម្បីការពារការរិចរិលកោសិកា។ ដូច្នេះគ្រប់ម៉ូឌែលឌីជីថលនៃឧបករណ៍ ultrasonic Hielscher ត្រូវបានបំពាក់ជាមួយសូហ្វវែរឆ្លាតវៃដែលអនុញ្ញាតឱ្យអ្នកកែសំរួលតាមដាននិងកែប្រែប៉ារ៉ាម៉ែត្រ sonic ។ ប៉ារ៉ាម៉ែត្រដំណើរការ Ultrasonic ដូចជាអំព្លីទីតសីតុណ្ហភាពសម្ពាធរយៈពេល sonic វដ្តកាតព្វកិច្ចនិងការបញ្ចូលថាមពលគឺចាំបាច់ដើម្បីជំរុញផលិតកម្ម HMO តាមរយៈការបង្កាត់។
សូហ្វវែរឆ្លាតវៃនៃឧបករណ៍អេឡិចត្រូនិក Hielscher កត់ត្រាដោយស្វ័យប្រវត្តិនូវរាល់ដំណើរការដំណើរការសំខាន់ៗនៅលើកាតអេសឌីរួមបញ្ចូលគ្នា។ ការកត់ត្រាទិន្ន័យដោយស្វ័យប្រវត្តិនៃដំណើការ sonic គឺជាមូលដ្ឋានគ្រឹះសម្រាប់ការធ្វើឱ្យមានលក្ខណៈស្តង់ដារនៃដំណើរការនិងការបង្កើតឡើងវិញ / អាចធ្វើឡើងវិញបានដែលត្រូវបានទាមទារសម្រាប់ការអនុវត្តការផលិតល្អ (GMP) ។

Hielscher Ultrasonics Cascatrode

cascatrodeTM នៅក្នុងរ៉េអាក់ទ័រកោសិកាលំហូរ ultrasonic

ឧបករណ៍ចាប់ផ្តើមដាក់ Ultrasonic សម្រាប់ការបង្កាត់

Hielscher Ultrasonics CascatrodeHielscher offers ultrasonic probes of various size, length and geometries, which can be used for batch as well as continuous flow-through treatments. Ultrasonic reactors, also known as sono-bioreactors, are available for any volume covering the ultrasonic bioprocessing from small lab samples to pilot and fully-commercial production level.
វាត្រូវបានគេដឹងច្បាស់ថាទីតាំងនៃការ sonotrode ultrasonic នៅក្នុងនាវាប្រតិកម្មមានឥទ្ធិពលលើការចែកចាយនៃការ cavitation និងការផ្សាយខ្នាតតូចនៅក្នុងឧបករណ៍ផ្ទុក។ សូណូតូរ៉ូតនិងរ៉េអាក់ទ័រ ultrasonic គួរតែត្រូវបានជ្រើសរើសស្របតាមបរិមាណដំណើរការនៃទំពាំងបាយជូរកោសិកា។ ខណៈពេលដែលការ sonic អាចត្រូវបានអនុវត្តនៅក្នុងបាច់ក៏ដូចជានៅក្នុងរបៀបបន្តសម្រាប់បរិមាណផលិតកម្មខ្ពស់ការប្រើប្រាស់នៃការដំឡើងលំហូរបន្តត្រូវបានផ្ដល់អនុសាសន៍។ ឆ្លងកាត់កោសិកាលំហូរ ultrasonic ឧបករណ៍ផ្ទុកកោសិកាទាំងអស់ទទួលបានការប៉ះពាល់ដូចគ្នាទៅនឹងការធានាការធានាការព្យាបាលដែលមានប្រសិទ្ធភាពបំផុត។ Hielscher Ultrasonics ជួរយ៉ាងទូលំទូលាយនៃការស៊ើបអង្កេត ultrasonic និងរ៉េអាក់ទ័រកោសិកាលំហូរអនុញ្ញាតឱ្យប្រមូលផ្តុំការរៀបចំជីវឧស្ម័ន ultrasonic ល្អបំផុត។

Hielscher Ultrasonics – ពីបន្ទប់ពិសោធន៍ទៅសាកល្បងដល់ផលិតកម្ម

ឧបករណ៍អេឡិចត្រូនិក Hielscher គ្របដណ្តប់លើវិសាលគមពេញលេញនៃឧបករណ៍ ultrasonic ផ្តល់ជូននូវសភាគ ultrasonic តូចសម្រាប់ដៃរៀបចំសម្រាប់គំរូគំរូទៅប្រព័ន្ធលេងជាកីឡាករបម្រុងនិងសាកល្បងក៏ដូចជាគ្រឿង ultrasonic ឧស្សាហកម្មដែលមានអនុភាពដែលអាចដំណើរការបានយ៉ាងងាយស្រួលក្នុងមួយម៉ោង។ មានភាពបត់បែននិងអាចបត់បែនបាននៅក្នុងជម្រើសតំឡើងនិងម៉ោនឧបករណ៍បំលែង ultrasonic Hielscher អាចត្រូវបានរួមបញ្ចូលយ៉ាងងាយស្រួលទៅក្នុងរ៉េអាក់ទ័រប៊ូតៗចុករឺក៏បញ្ចូលលំហូរបន្ត។
គ្រឿងបន្លាស់ផ្សេងៗក៏ដូចជាគ្រឿងបន្លាស់តាមតម្រូវការអនុញ្ញាតឱ្យមានការសម្របសម្រួលដ៏ល្អនៃការរៀបចំ ultrasonic របស់អ្នកទៅនឹងតម្រូវការដំណើរការរបស់អ្នក។
ត្រូវបានបង្កើតឡើងសម្រាប់ប្រតិបត្តិការ ២៤/៧ ក្រោមការផ្ទុកពេញនិងបន្ទុកធ្ងន់ក្នុងល័ក្ខខ័ណ្ឌដែលត្រូវការ។
តារាងខាងក្រោមផ្តល់ឱ្យអ្នកនូវការបង្ហាញនៃសមត្ថភាពដំណើរការប្រហាក់ប្រហែលនៃ ultrasonic របស់យើង:

កម្រិតសំឡេងបាច់ អត្រា​លំហូរ ឧបករណ៍ដែលបានផ្ដល់អនុសាសន៍
1 ទៅ 500 មល 10 ទៅ 200mL / នាទី UP100H
ពី 10 ទៅ 2000mL 20 ទៅ 400mL / នាទី Uf200 ःមិន,, UP400St
0.1 ទៅ 20 លីត្រ 0.2 ទៅ 4L / នាទី UIP2000hdT
10 ទៅ 100 លីត្រ 2 ទៅ 10 លីត្រ / នាទី UIP4000hdT
na 10 ទៅ 100 លីត្រ / នាទី UIP16000
na ធំជាង ចង្កោម UIP16000

ទាក់ទង​មក​ពួក​យើង! / សួរយើងខ្ញុំ!

សួររកព័ត៌មានបន្ថែម

សូមប្រើប្រាស់ទំរង់ខាងក្រោមដើម្បីស្នើសុំព័ត៌មានបន្ថែមអំពីឧបករណ៍ដំណើរការ ultrasonic កម្មវិធីនិងតម្លៃ។ យើងនឹងរីករាយពិភាក្សាអំពីដំណើរការរបស់អ្នកជាមួយអ្នកនិងផ្តល់ជូនអ្នកនូវប្រព័ន្ធ ultrasonic ដែលបំពេញតាមតម្រូវការរបស់អ្នក!









សូមចំណាំរបស់យើង គោលការណ៍​ភាព​ឯកជន


Hielscher Ultrasonics ផលិតសភាគ ultrasonic ខ្ពស់ដែលមានប្រសិទ្ធិភាពខ្ពស់សម្រាប់ការបែកខ្ចាត់ខ្ចាយ emulsification និងការស្រង់ចេញកោសិកា។

សភាគ ultrasonic អំណាចខ្ពស់ពី មន្ទីរពិសោធន៍ ទៅ សាកល្បង និង ឧស្សាហកម្ម ខ្នាត។

អក្សរសាស្រ្ត / ឯកសារយោង



ហេតុការណ៍តម្លៃដោយដឹងថា

Biosynthesis using Cell Factories

A microbial cell factory is a method of bioengineering, which utilizes microbial cells as a production facility. By genetically engineering microbes, the DNA of microorganisms such as bacteria, yeasts, fungi, mammalian cells, or algae is modified turning microbes into cell factories. Cell factories are used to convert substrates into valuable biological molecules, which are used e.g. in food, pharma, chemistry and fuel production. Different strategies of cell factory-based biosynthesis aim at the production of native metabolites, expression of heterologous biosynthetic pathways, or protein expression.
Cell factories can be used to either synthesize native metabolites, to express heterologous biosynthetic pathways, or to express proteins.

Biosynthesis of native metabolites

Native metabolites are defined as biological molecules, which the cells used as cell factory produce naturally. Cell factories produce these biological molecules either intracellularly or a secreted substance. The latter is preferred since it facilitates the separation and purification of the targeted compounds. Examples for native metabolites are amino and nucleic acids, antibiotics, vitamins, enzymes, bioactive compounds, and proteins produced from anabolic pathways of cell.

Heterologus Biosynthetic Pathways

When trying to produce an interesting compound, one of the most important decisions is the choice of production in the native host, and optimize this host, or transfer of the pathway to another well-known host. If the original host can be adapted to an industrial fermentation process, and there are no health-related risks in doing so (e.g., production of toxic by-products), this can be a preferred strategy (as was the case e.g., for penicillin). However, in many modern cases, the potential of using an industrially preferred cell factory and related platform processes out-weighs the difficulty of transferring the pathway.

Protein Expression

The expression of proteins can be achieved via homologous and heterologous ways. In homologous expression, a gene that is naturally present in an organism is over-expressed. Through this over-expression, a higher yield of a certain biological molecule can be produced. For heterologous expression, a specific gene is transferred into a host cell in that the gene is not present naturally. Using cell engineering and recombinant DNA technology, the gene is inserted into the host’s DNA so that the host cell produces (large) amounts of a protein that it would not produce naturally. Protein expression is done in a variety of hosts from bacteria, e.g. E. coli and Bacillis subtilis, yeasts, e.g., Klyuveromyces lactis, Pichia pastoris, S. cerevisiae, filamentous fungi, e.g. as A. niger, and cells derived from multicellular organisms such as mammals and insects. Innummerous proteins are of great commercial interest, including from bulk enzymes, complex bio-pharmaceuticals, diagnostics and research reagents. (cf. A.M. Davy et al. 2017)