مقاله بهینهسازی اپتوژنتیکی دینامیکی بیان ATPase با استفاده از مدلهای مبتنی بر دانش و پشتیبانی از فرآیند گاوسی به صورت آزمایشی
| عنوان مقاله به انگلیسی | Experimentally implemented dynamic optogenetic optimization of ATPase expression using knowledge-based and Gaussian-process-supported models |
| عنوان مقاله به فارسی | مقاله بهینه سازی اپتوژنتیک پویا از بیان ATPase با استفاده از مدلهای مبتنی بر دانش و گاوسی به طور تجربی اجرا شده است |
| نویسندگان | Sebastián Espinel-Ríos, Gerrich Behrendt, Jasmin Bauer, Bruno Morabito, Johannes Pohlodek, Andrea Schütze, Rolf Findeisen, Katja Bettenbrock, Steffen Klamt |
| زبان مقاله | انگلیسی |
| فرمت مقاله: | |
| تعداد صفحات | 24 |
| دسته بندی موضوعات | Systems and Control,سیستم و کنترل , |
| توضیحات | Submitted 17 January, 2024; v1 submitted 16 January, 2024; originally announced January 2024. , Comments: 24 pages, 5 figures, journal submission |
| توضیحات به فارسی | ارسال شده 17 ژانویه 2024 ؛V1 ارسال شده 16 ژانویه ، 2024 ؛در ابتدا ژانویه 2024 اعلام شد ، نظرات: 24 صفحه ، 5 شکل ، ارسال مجله |
چکیده
Optogenetic modulation of adenosine triphosphatase (ATPase) expression represents a novel approach to maximize bioprocess efficiency by leveraging enforced adenosine triphosphate (ATP) turnover. In this study, we experimentally implement a model-based open-loop optimization scheme for optogenetic modulation of the expression of ATPase. Increasing the intracellular concentration of ATPase, and thus the level of ATP turnover, in bioprocesses with product synthesis coupled with ATP generation, can lead to increased product formation and substrate uptake. Previous simulation studies formulated optimal control problems using dynamic constraint-based models to find optimal light inputs in fermentations with optogenetically mediated ATPase expression. However, using these models poses challenges due to resulting bilevel optimizations and complex parameterization. Here, we outline a simplified unsegregated and quasi-unstructured kinetic modeling approach that reduces the number of dynamic states and leads to single-level optimizations. The models can be augmented with Gaussian processes to compensate for model uncertainties. We implement optimal control constrained by knowledge-based and hybrid models for optogenetic ATPase expression in $\textit{Escherichia coli}$ with lactate as the main product. To do so, we genetically engineer $\textit{E. coli}$ to obtain optogenetic expression of ATPase using the CcaS/CcaR system. This represents the first experimental implementation of model-based optimization of ATPase expression in bioprocesses.
چکیده به فارسی (ترجمه ماشینی)
بیان اپتوژنتیک بیان آدنوزین تری فسفاتاز (ATPase) یک رویکرد جدید برای به حداکثر رساندن راندمان بیوپروس با استفاده از اعمال گردش مالی آدنوزین تری فسفات (ATP) نشان می دهد.در این مطالعه ، ما به طور تجربی یک طرح بهینه سازی حلقه باز مبتنی بر مدل را برای مدولاسیون اپتوژنتیک بیان ATPase اجرا می کنیم.افزایش غلظت داخل سلولی ATPase ، و در نتیجه سطح گردش ATP ، در بیوپسی های زیستی با سنتز محصول همراه با تولید ATP ، می تواند منجر به افزایش شکل گیری محصول و جذب بستر شود.مطالعات شبیه سازی قبلی مشکلات کنترل بهینه را با استفاده از مدلهای مبتنی بر محدودیت پویا برای یافتن ورودی های بهینه نور در تخمیر با بیان ATPase با واسطه اپتوژنتیکی تدوین کردند.با این حال ، استفاده از این مدلها به دلیل بهینه سازی صفراوی و پارامتر سازی پیچیده ، چالش هایی را ایجاد می کند.در اینجا ، ما یک رویکرد مدل سازی جنبشی غیر جداگانه و شبه ساختار یافته را بیان می کنیم که تعداد حالات پویا را کاهش می دهد و منجر به بهینه سازی های تک سطح می شود.این مدل ها را می توان با فرآیندهای گاوسی برای جبران عدم قطعیت های مدل تقویت کرد.ما کنترل بهینه محدود شده توسط مدلهای دانش و دانش مبتنی بر هیبریدی را برای بیان ATPase اپتوژنتیک در $ \ textit {Escherichia coli} $ با لاکتات به عنوان محصول اصلی اجرا می کنیم.برای انجام این کار ، ما از نظر ژنتیکی $ \ textit {e مهندسی می کنیم.Coli} $ برای به دست آوردن بیان نوری ATPase با استفاده از سیستم CCAS/CCAR.این اولین اجرای آزمایشی بهینه سازی مدل مبتنی بر بیان ATPase در بیوپروس های زیستی است.📚 محتوای این محصول آموزشی (پکیج کامل)
علاوه بر مقاله اصلی انگلیسی که دریافت می کنید، برای یادگیری عمیقتر و تسلط کامل بر مباحث مجموعهای از کتابهای آموزشی نیز ارائه میشود.
-
کتاب صدها نکته فارسی (خودمونی) – نسخه PDF — زبان ساده و کاربردی
مشاهده نمونه نسخه نکات ساده -
کتاب صدها نکته رسمی فارسی – نسخه PDF — نگارش استاندارد و علمی
مشاهده نمونه نسخه نکات رسمی -
کتاب صدها پرسش و پاسخ تشریحی – نسخه PDF
— هر سؤال همراه با پاسخ کامل برای درک عمیق مفاهیم
مشاهده نمونه نسخه پرسش و پاسخ -
کتاب پرسش و پاسخ چهارگزینهای – نسخه یادگیری سریع
— پاسخها بلافاصله بعد از سؤال برای مرور سریع
مشاهده نمونه نسخه کوییز سریع -
کتاب پرسش و پاسخ چهارگزینهای – نسخه خودآزمایی
— پاسخها در انتهای بخشها برای سنجش واقعی یادگیری
مشاهده نمونه نسخه آزمونی
🎯 این بسته یک دورهٔ آموزشی کامل و چندلایه است؛ شامل ویدیوهای آموزشی، کتابها، تمرینها و خودآزمایی.
ℹ️ نکات مهم هنگام خرید
- این محصول به صورت فایل دانلودی کامل ارائه میشود.
- توجه: لینکهای اختصاصی دوره طی حداکثر 24 ساعت پس از ثبت سفارش ارسال میشوند.
- دقت کنید لینک ها به شماره موبایل شما ارسال می شوند. پس در ارائه شماره موبایل صحیح دقت کنید.
- برای راهنمایی در مورد نحوه دانلود به شماره 09395106248 پیامک دهید یا تماس بگیرید. (ایده آل ترین گزینه ارسال پیام در یکی از پیام رسان ها به همین شماره است تا سریعا لینک های محصول همان جا برای شما ارسال گردد.)
- اگر پرداخت انجام شده ولی بعد از 24 ساعت هنوز لینکها را دریافت نکردهاید، نام و نام خانوادگی و نام محصول را پیامک کنید تا لینکها دوباره ارسال شوند.
💬 راههای ارتباطی پشتیبانی:
واتساپ یا هر پیام رسان داخلی یا پیامک:
09395106248
تلگرام: @ma_limbs
نظرات
هنوز نظری ثبت نشده است.
وارد شوید تا نظر ثبت کنید.