电池工厂的系统工程几乎使产量翻了一番，提供了一种可持续的化石燃料替代品

华威大学综合合成生物学中心和伦敦帝国理工学院生物工程系的工程师们公布了如何设计微生物“细胞工厂”，以促进家用商品、衣服和食品等日常产品中使用的高价值化学品的生产

迄今为止，由于活细胞内的自然限制，基于细胞的系统的效率低于现有的石化工艺。然而，通过计算建模，该团队已经证明，对现有方法的简单改进可以将产量提高近两倍

改造活细胞（如细菌和酵母）生产化学品有可能创造一个更环保的化学工业。这可以用生物基电池工厂取代碳密集型石化系统，将廉价和可持续来源的原料转化为有价值的化学品

英国皇家工程院研究员、华威大学助理教授Alexander Darlington博士说：“我们的研究提供了比目前认为最先进的细菌更容易实施的细菌设计策略。”我们测试了大约500种不同的控制机制，发现了两种新的研究方法，为更有效的生物基化学合成提供了明确的途径。这将使从药品到塑料，我们每天使用的产品的可持续制造成为可能。“

研究小组发现，重新编程细胞以降低生长优先级的设计，而不是仅仅合成产品，能够实现最高的生产能力。在允许细胞生长到大量种群后，稍后抑制生长的设计预计将在最短的时间内达到更高的生产水平，而那些同时增加营养吸收的设计预计会实现更高的产量。

该研究还考虑了生产的计量经济学——经济数据的建模——这表明制造商设计的系统要么优化更高的生产率（更快的生产），如果化学市场很高，在最短时间内最大限度地提高产量，要么提高产量（从相同的投入中获得更多的产品），如果原料价格昂贵或化学市场价值低。

研究结果发表在《自然通讯》杂志上。

伦敦帝国理工学院博士后研究员Ahmad Mannan博士说：“作为一名工程师，我希望尽量减少我们的生活对他人和环境的负面影响，实现可持续和可再生的化学生产——细菌可以促进这一点

“凭借在数学、分子生物学和合成生物学之间的专业知识，我们正在发现简单的规则，使我们能够利用自然的能力，实现经济上可行的化学生产。”

该团队现在正在实验室试行这些新的设计原则，让行业合作伙伴有信心将这些方法纳入他们的研发中；D程序。大幅增加细菌化学生产的能力是向扩大生物化学制造迈出的重要一步。由于14%的温室气体来自化石燃料化学合成，细胞工厂提供了一种替代方案，可以帮助英国政府实现到2050年净零排放的目标