系统微生物工程

课程编码：480182071005P3009 英文名称：System Microbial Engineering 课时：40 学分：2.00 课程属性：专业课 主讲教师：吴信等

要求研究生在学习和掌握生物化学与分子生物学，微生物学的基本理论知识的基础上，了解以细胞工厂设计为代表的合成生物学关键技术，了解基因组、转录组、蛋白组和代谢物组的国内外相关专业技术进展和应用研究现状，学习和掌握系统微生物工程中的辅因子调控机制，了解基于基因组数据构建全基因组规模代谢网络的方法及通过通量平衡分析等方法进行代谢途径优化设计，旨在使学生掌握国内外相关技术进展和应用研究现状，为相关科研工作的开展提供实验思路和借鉴。

《微生物学》、《生物化学与分子生物学》、《基因工程》。

第一章 细胞工厂设计导论
第1节 细胞工厂设计相关的数据库 1.0学时
第2节 细胞工厂设计信息化流程 2.0学时
第3节 细胞工厂设计的成功实例 3.0学时
第二章 DNA编辑与组装
第1节 了解前沿DNA编辑方法的原理和技术细节 1.0学时
第2节 利用计算机软件辅助进行DNA编辑 2.0学时
第3节 了解前沿DNA组装方法的原理和技术细节 3.0学时
第4节 利用计算机软件辅助进行DNA组装 4.0学时
第三章 工业微生物的系统生物学解析
第1节 系统微生物学的定义 1.0学时
第2节 基因组与比较基因组、转录组和比较转录组、蛋白组和比较蛋白组、代谢物组等的定义 2.0学时
第3节 系统生物学实验设计及数据解读原则 3.0学时
第四章 辅因子对合成代谢的调控机制
第1节 介绍能量和还原力这两种辅因子对合成代谢的重要性 1.0学时
第2节 举例介绍如何调控胞内的能量供给，从而提高细胞合成途径的效率 2.0学时
第3节 举例介绍如何调控胞内的还原力供给类型和需求类型的平衡，从而提高细胞合成途径的效率 3.0学时
第4节 举例介绍如何调控胞内的还原力供给量和需求量的平衡，从而提高细胞合成途径的效率 4.0学时
第五章 代谢网络分析与途径设计
第1节 基于基因组的代谢网络构建方法 1.0学时
第2节 代谢网络的数学表示及基于约束优化分析方法的最优代谢途径设计 2.0学时
第3节 代谢途径的动力学模型和代谢控制分析以确定菌种改造关键靶点 3.0学时
第六章 芽孢杆菌蛋白表达系统
第1节 介绍蛋白表达系统的背景，在工业酶，医药酶等方面应用 1.0学时
第2节 讲解芽孢杆菌蛋白合成，转运，分泌，折叠等基本过程原理 2.0学时
第3节 芽孢杆菌表达系统元件的挖掘，筛选与组装 3.0学时
第4节 介绍芽孢杆菌蛋白表达系统对提高蛋白分泌的分析方法，构建高效表达菌株的策略 4.0学时
第5节 芽孢杆菌表达系统高通量筛选方法的常用策略 5.0学时
第6节 举例阐述芽孢杆菌表达系统在工业酶等方面的实例 6.0学时
第七章 聚酮及非核糖体多肽的生物合成
第1节 概念性介绍聚酮及非核糖体多肽的生物合成过程 1.0学时
第2节 分类别介绍不同类型的聚酮合酶与非核糖体多肽合成酶 2.0学时
第3节 举例介绍重要聚酮及非核糖体多肽在药物领域的应用及发酵生产过程 3.0学时
第4节 阐述与讨论聚酮合酶及非核糖体多肽合成酶的基因工程改造策略 4.0学时
第八章 工程生物学概论
第1节 工程生物学线路图的起源 1.0学时
第2节 工程生物学线路图的主要内容 2.0学时
第3节 工程生物学的技术主题的主要内容 3.0学时
第4节 工程生物学的应用及影响 4.0学时

朱欣娜，中国科学院天津工业生物技术研究所研究员。宋理富，中国科学院天津工业生物技术研究所副研究员。