Vše

Co hledáte?

Vše
Projekty
Výsledky výzkumu
Subjekty

Rychlé hledání

  • Projekty podpořené TA ČR
  • Významné projekty
  • Projekty s nejvyšší státní podporou
  • Aktuálně běžící projekty

Chytré vyhledávání

  • Takto najdu konkrétní +slovo
  • Takto z výsledků -slovo zcela vynechám
  • “Takto můžu najít celou frázi”

Optimal protein production by a synthetic microbial consortium: coexistence, distribution of labor, and syntrophy

Identifikátory výsledku

  • Kód výsledku v IS VaVaI

    <a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F60077344%3A_____%2F23%3A00583797" target="_blank" >RIV/60077344:_____/23:00583797 - isvavai.cz</a>

  • Výsledek na webu

    <a href="https://doi.org/10.1007/s00285-023-01935-3" target="_blank" >https://doi.org/10.1007/s00285-023-01935-3</a>

  • DOI - Digital Object Identifier

    <a href="http://dx.doi.org/10.1007/s00285-023-01935-3" target="_blank" >10.1007/s00285-023-01935-3</a>

Alternativní jazyky

  • Jazyk výsledku

    angličtina

  • Název v původním jazyce

    Optimal protein production by a synthetic microbial consortium: coexistence, distribution of labor, and syntrophy

  • Popis výsledku v původním jazyce

    The bacterium E. coli is widely used to produce recombinant proteins such as growth hormone and insulin. One inconvenience with E. coli cultures is the secretion of acetate through overflow metabolism. Acetate inhibits cell growth and represents a carbon diversion, which results in several negative effects on protein production. One way to overcome this problem is the use of a synthetic consortium of two different E. coli strains, one producing recombinant proteins and one reducing the acetate concentration. In this paper, we study a mathematical model of such a synthetic community in a chemostat where both strains are allowed to produce recombinant proteins. We give necessary and sufficient conditions for the existence of a coexistence equilibrium and show that it is unique. Based on this equilibrium, we define a multi-objective optimization problem for the maximization of two important bioprocess performance metrics, process yield and productivity. Solving numerically this problem, we find the best available trade-offs between the metrics. Under optimal operation of the mixed community, both strains must produce the protein of interest, and not only one (distribution instead of division of labor). Moreover, in this regime acetate secretion by one strain is necessary for the survival of the other (syntrophy). The results thus illustrate how complex multi-level dynamics shape the optimal production of recombinant proteins by synthetic microbial consortia.

  • Název v anglickém jazyce

    Optimal protein production by a synthetic microbial consortium: coexistence, distribution of labor, and syntrophy

  • Popis výsledku anglicky

    The bacterium E. coli is widely used to produce recombinant proteins such as growth hormone and insulin. One inconvenience with E. coli cultures is the secretion of acetate through overflow metabolism. Acetate inhibits cell growth and represents a carbon diversion, which results in several negative effects on protein production. One way to overcome this problem is the use of a synthetic consortium of two different E. coli strains, one producing recombinant proteins and one reducing the acetate concentration. In this paper, we study a mathematical model of such a synthetic community in a chemostat where both strains are allowed to produce recombinant proteins. We give necessary and sufficient conditions for the existence of a coexistence equilibrium and show that it is unique. Based on this equilibrium, we define a multi-objective optimization problem for the maximization of two important bioprocess performance metrics, process yield and productivity. Solving numerically this problem, we find the best available trade-offs between the metrics. Under optimal operation of the mixed community, both strains must produce the protein of interest, and not only one (distribution instead of division of labor). Moreover, in this regime acetate secretion by one strain is necessary for the survival of the other (syntrophy). The results thus illustrate how complex multi-level dynamics shape the optimal production of recombinant proteins by synthetic microbial consortia.

Klasifikace

  • Druh

    J<sub>imp</sub> - Článek v periodiku v databázi Web of Science

  • CEP obor

  • OECD FORD obor

    10618 - Ecology

Návaznosti výsledku

  • Projekt

    <a href="/cs/project/EF18_053%2F0016982" target="_blank" >EF18_053/0016982: Mezinárodní mobility výzkumných a administrativních pracovníků Biologického centra</a><br>

  • Návaznosti

    I - Institucionalni podpora na dlouhodoby koncepcni rozvoj vyzkumne organizace

Ostatní

  • Rok uplatnění

    2023

  • Kód důvěrnosti údajů

    S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

Údaje specifické pro druh výsledku

  • Název periodika

    Journal of Mathematical Biology

  • ISSN

    0303-6812

  • e-ISSN

    1432-1416

  • Svazek periodika

    87

  • Číslo periodika v rámci svazku

    1

  • Stát vydavatele periodika

    DE - Spolková republika Německo

  • Počet stran výsledku

    36

  • Strana od-do

    23

  • Kód UT WoS článku

    001021487000002

  • EID výsledku v databázi Scopus

    2-s2.0-85164154826