발효공학 기반의 생산성 향상을 위한 균주 대사 흐름(Metabolic Flux) 최적화 전략

발효공학에서 균주의 생산성 증대는 단순히 배양 조건을 개선하는 것을 넘어, 미생물 세포 내의 대사 플럭스를 체계적으로 조절하여 목표 물질로의 탄소 흐름을 최대화하는 데 달려 있습니다.

대사 흐름 제어의 기본 원리

• 경로 재설계: 원하는 최종 산물의 전구체가 되는 특정 대사 경로의 속도를 높이고, 부산물로 빠져나가는 경쟁 경로를 억제합니다. 이는 주로 해당과정이나 TCA 회로의 특정 효소 활성을 타겟팅합니다.
• 시스템 통합 분석: 오믹스 통합 분석 결과를 활용하여, 특정 대사 중간체의 농도가 어떻게 전체 대사 네트워크의 균형을 깨뜨리는지 진단하고, 이를 해결하기 위한 유전자 편집(예: CRISPR 유전자 편집)을 적용합니다.

궁극적으로 이 전략은 세포의 에너지 상태(ATP, NAD+/NADH)와 외부 환경 신호를 통합적으로 고려하여, 가장 효율적인 대사체 신호 기반의 균주를 구축하는 것을 목표로 합니다. 합성생물학 기술과의 융합이 필수적입니다.