返回参赛队伍队伍名称X-Unlimited Possibilities 队鹅肌肽合成工程菌AI 驱动的代谢优化与构建筛选鹅肌肽工程菌候选方案,并通过无细胞体系与发酵逐步验证天津大学合成生物与生物制造学院T3 生物制造 项目名称鹅肌肽合成工程菌AI 驱动的代谢优化与构建T3 生物制造鹅肌肽工程菌无细胞与活菌团队以鹅肌肽为目标产物,先用代谢模型定位瓶颈,再对 2,304 组启动子—RBS 组合进行预测排序,并计划经无细胞体系和工程菌发酵逐步验证。队伍名称X-Unlimited Possibilities 队所属院校天津大学合成生物与生物制造学院参赛队伍相关影像仅用于赛事展示与报道,肖像权归本人所有。如对肖像使用存在异议,请通过 联系我们 向组委会反馈,我们将核实情况并作相应处理。展开更多项目内容队伍口号“菌产鹅肌肽,AI 启无限可能 ”项目背景代谢模型定位合成瓶颈项目以大肠杆菌基因组尺度代谢模型 iML1515 为计算底座。项目将鹅肌肽异源合成通路导入 iML1515,使用通量平衡分析(FBA)定位代谢瓶颈。结果定位到两处: CARNS1 限速酶 —— 通路中的限速步骤; β-丙氨酸与 SAM 甲基供体 —— 两个前体/辅因子的供给。两类瓶颈分别对应酶活性与前体、辅因子供给。前者需要提升限速酶活性,后者需要增强前体与辅因子供给。两类瓶颈需要在后续设计中分别优化。研究路径启动子—RBS 组合优化确定代谢瓶颈后,需要进一步优化表达强度。表达强度由启动子和核糖体结合位点(RBS)共同决定,两者形成组合设计空间 —— 设计空间包含 2304 组启动子—RBS 元件。对全部组合逐一实验的成本较高。项目搭建 GPR 高斯过程回归模型对这 2304 组批量预测,再借助主动学习筛选增产潜力最优的组合。主动学习优先选择不确定性较高的组合,以提高实验信息量。代谢模型iML1515设计空间2304 组启动子—RBS快速验证CFPS 无细胞体系项目过程项目推进与验证路径01阶段 1无细胞体系快速验证常规活细胞验证需要依次完成质粒构建、转化、培养与产量检测。CFPS 无细胞体系使用细胞提取物完成转录翻译,可在数小时内获得读数。采用 CFPS 无细胞高通量体系验证 AI 预测方案,实测产量数据回流迭代模型,形成「计算设计—体外筛选—模型更新」的闭环。02阶段 2工程菌株构建与发酵验证团队以鹅肌肽为目标产物,先用代谢模型定位瓶颈,再对 2,304 组启动子—RBS 组合进行预测排序,并计划经无细胞体系和工程菌发酵逐步验证。该流程的目标是缩小实验候选范围;成本和效率需在完成同口径对照后评估。项目证据项目图表与方法记录翻译起始瓶颈诊断脚本脚本读取 mRNA 开头结构、SD 配对、间距和 standby 位点等自由能分项,逐项判断主要限制因素,并给出 RBS 与 N 端协同优化提示。RBS 梯度设计与表达预测tir_pred 曲线将 51 个 RBS 的预测翻译起始强度从 670 排列到 41,332.5,为后续元件组合筛选提供由低到高的表达梯度。CARNS1 结构模型复核PyMOL 中加载 AlphaFold 预测的 CARNS1 单体结构,团队据此查看限速酶的三维构象,衔接代谢瓶颈定位与后续工程设计。团队协作计算、实验与候选复核记录学术海报从代谢模型定位瓶颈,到元件组合预测与主动学习筛选,再到无细胞体系验证。批量预测结果表高亮行表示在当前模型排序中靠前的启动子—RBS 组合。
项目名称鹅肌肽合成工程菌AI 驱动的代谢优化与构建T3 生物制造鹅肌肽工程菌无细胞与活菌团队以鹅肌肽为目标产物,先用代谢模型定位瓶颈,再对 2,304 组启动子—RBS 组合进行预测排序,并计划经无细胞体系和工程菌发酵逐步验证。队伍名称X-Unlimited Possibilities 队所属院校天津大学合成生物与生物制造学院