摘要：分析了汽车行业产品开发过程精度管理现状,主要是产品开发周期短,同时精度管理相对弱化。但冲压产品精度对整车的影响是长久的和深远的,所以,需要进行更加精细化管理。从模具工艺设计到产品量产的各个过程,介绍了精度管理的要点项目和管理方法。

摘要：Revolutionary breakthroughs in artificial intelligence (AI) and machine learning (ML) have had a profound impact on a widerange of scientific disciplines, including the development of artificial cell factories for biomanufacturing. In this paper, wereview the latest studies on the application of data-driven methods for the design of new proteins, pathways, and strains. Wefirst briefly introduce the various types of data and databases relevant to industrial biomanufacturing, which are the basis fordata-driven research. Different types of algorithms, including traditional ML and more recent deep learning methods, are alsopresented. We then demonstrate how these data-based approaches can be applied to address various issues in cell factorydevelopment using examples from recent studies, including the prediction of protein function, improvement of metabolicmodels, and estimation of missing kinetic parameters, design of non-natural biosynthesis pathways, and pathway *** the last section, we discuss the current limitations of these data-driven approaches and propose that data-driven methodsshould be integrated with mechanistic models to complement each other and facilitate the development of synthetic strains forindustrial biomanufacturing.

摘要：氨基酸是蛋白质的基本组成单元,对人和动物的营养健康十分重要,广泛应用于饲料、食品、医药和日化等领域。目前,氨基酸主要通过微生物发酵可再生原料生产,氨基酸产业是我国生物制造的重要支柱产业之一。氨基酸菌株主要通过随机诱变和代谢工程改造结合筛选获得。菌株生产水平进一步提高的核心限制之一是缺乏高效、快速和准确的筛选方法,因此,发展氨基酸菌株的高通量筛选方法对关键功能元件挖掘及高产菌株的创制筛选至关重要。本文综述了氨基酸生物传感器的设计,及其在功能元件、高产菌株的高通量进化筛选和代谢途径动态调控中的应用研究进展,讨论了现有氨基酸生物传感器存在的问题和性能提升改造策略,并展望了开发氨基酸衍生物生物传感器的重要性。

摘要：启动子是实现基因精细表达调控的重要工具,广泛应用于微生物的代谢工程改造。谷氨酸棒杆菌是重要的工业底盘,已报道的启动子文库较少且主要是基于完全人工设计的突变序列构建获得。本研究对谷氨酸棒杆菌odhA基因天然启动子的–10区及附近序列进行随机突变,借助rfp报告基因和荧光成像系统进行高通量筛选,构建了包含57个相对强度为2.4–16.7倍的人工启动子文库,最高强度可达强诱导型启动子P_(trc)的2.3倍。分析文库的突变序列,发现55个启动子突变体的–10区保守序列“TANNNT”均向3′端移动1–4个碱基,其中移动4个碱基的突变体占68%;同时发现强、中、弱启动子突变体在不同位置还呈现T或G保守碱基。选择5个不同强度的启动子应用于L-脯氨酸合成途径γ-谷氨酰激酶(ProB)的表达调控,结果显示,L-脯氨酸产量随着启动子强度增强逐渐提高,相对强度为9.8倍的启动子达到最高产量(6.4 g/L),更高强度的启动子将不再提高L-脯氨酸的产量。本研究基于谷氨酸棒杆菌天然启动子P_(odhA)构建文库,成功获得1个强度增强显著、分布均匀的新型启动子文库,可用于谷氨酸棒杆菌的系统代谢工程改造,还可为更多启动子文库的构建提供思路和方法借鉴。

摘要：生物发酵是以微生物菌种为生物催化剂,以淀粉糖、生物质等可再生资源为原料发酵生产各种食品、化学品、燃料、材料等物质的生产过程,具有绿色、低碳和可持续等特征。我国拥有全球规模最大的生物发酵产业,尤其氨基酸、维生素等传统发酵产品占全球市场份额的60%–80%。发展生物发酵产业对于我国实现“碳中和、碳达峰”的战略目标和生物经济发展具有重要的意义。微生物工业菌种是生物发酵产业的核心,直接影响原料路线、产品种类和生产成本。创新发酵工业菌种,提升其原料转化利用效率,提高产物生产水平,拓展产品种类,是生物发酵产业高质量发展的关键。近年来,合成生物学、系统生物学等学科的发展,进一步加深了研究者对微生物底盘细胞生理代谢机制的理解,加速了基因编辑等菌种设计创制使能技术的发展,为发酵工业菌种改造提升提供了新动能。本文选取了具有代表性的大宗氨基酸、B族维生素、柠檬酸、燃料乙醇等发酵产业,从其工业微生物底盘的基础研究和技术开发角度,综述发酵工业菌种改造提升的最新进展,并展望人工智能、自动化与生命科学交叉融合将对工业菌种迭代产生的重要影响。

摘要：甲醇和甲烷等一碳原料来源广泛,价格低廉,是生物制造的理想原料。甲醇脱氢酶(Methanol dehydrogenase,MDH)催化甲醇生成甲醛是一碳代谢的关键反应。目前已从天然甲基营养菌中发现了多种利用不同辅因子,具有不同酶学性质的MDH。其中,烟酰胺腺嘌呤双核苷酸(NAD)依赖型MDH被广泛应用于构建人工甲基营养菌。但是,NAD依赖型MDH的甲醇氧化活性较低,对甲醇的亲和力较差,导致甲醇氧化成为人工甲基营养菌代谢甲醇的限速步骤。为了提高甲醇氧化速率,进而提高人工甲基营养菌的甲醇利用效率,近年来大量研究集中于MDH的挖掘与改造研究。文中系统综述了不同类型MDH的发现、表征、改造以及在人工甲基营养菌中的应用进展,详细阐述了MDH的定向进化和多酶复合体的构建,并展望了通过细胞生长偶联的蛋白质进化和蛋白质理性设计获得高活性MDH的潜在策略。

摘要：现有方法生成的音频分类对抗样本(adversarial example, AE)攻击成功率低,易被感知。鉴于此,设计了一种基于时频分区扰动(time-frequency partitioned perturbation, TFPP)的音频AE生成框架。音频信号的幅度谱根据时频特性被划分为关键和非关键区域,并生成相应的对抗扰动。在TFPP基础上,提出了一种基于生成对抗网络(generative adversarial network, GAN)的AE生成方法TFPPGAN,以分区幅度谱为输入,通过对抗训练自适应调整扰动约束系数,同时优化关键和非关键区域的扰动。3个典型音频分类数据集上的实验表明,与基线方法相比,TFPPGAN可将AE的攻击成功率、信噪比分别提高4.7%和5.5 dB,将生成的语音对抗样本的质量感知评价得分提高0.15。此外,理论分析了TFPP框架与其他攻击方法相结合的可行性,并通过实验验证了这种结合的有效性。

摘要：谷氨酸棒状杆菌是一种重要的传统工业微生物,其基因组学和分子遗传操作工具的快速发展使得谷氨酸棒状杆菌具备了作为新型细胞工厂的潜力。但是,相对于大肠杆菌等模式生物,对于棒杆菌的代谢调控研究较少,特别是目前还缺乏谷氨酸棒状杆菌集成细胞网络的研究,这一现状阻碍了谷氨酸棒状杆菌的系统生物学研究和大规模菌种理性设计优化。文中综合应用公共数据库、文献数据库资源,首次构建了谷氨酸棒状杆菌的集成细胞网络,包含1 384个反应,1 276个代谢物,88个调节子,999对转录调控关系。其转录调控可分为5层,代谢网络呈现出清晰的bow-tie结构。文中还以赖氨酸的生物合成为例,提出了一种提取代谢调控子网络的新方法,这对氨基酸等产品高产生物机制的研究和工程菌株的重新设计具有指导意义。

摘要：赖氨酸作为动物和人类营养的第一限制性氨基酸,在饲料添加剂、食品、医药行业有着广泛的应用。中国是赖氨酸生产和出口的第一大国,然而中国自有赖氨酸工业菌种水平较低,知识产权布局薄弱,而国外大公司通过长期投入育种工作建立了有竞争性的菌种及其全面的知识产权布局。合成生物学的迅速发展为工业菌种设计改造提供了全新的技术手段,有可能实现我国自有菌种的快速革新,为国内赖氨酸行业参与全球竞争提供新的机遇。主要介绍了赖氨酸工业当前的市场、技术和知识产权现状,以及赖氨酸工业发展机遇。

摘要：随着航天技术和深空探测的发展,传统的脂润滑材料已难以满足谐波减速器在真空宽温区的润滑需求,固体润滑涂层是一种非常理想的空间润滑方式,具有较宽的温度使用范围,且润滑性能受工况的影响也较小,广泛应用于空间运动机构。目前固体润滑谐波减速器在苛刻空间环境下的使役性能(传动精度和传动效率)还鲜有报道,通过物理气相沉积技术分别在XBS-40-100型和XBS-60-120型谐波减速器制备MOSTP&MOSTP和DLC&MOSTP两种固体润滑涂层,并对润滑前后的谐波齿轮减速器的传动精度、传动效率及真空高、低温适应性进行对比研究。研究结果表明:谐波减速器的传动误差不仅没受到润滑涂层的影响,其传动精度还远优于脂润滑的同型号谐波减速器;固体润滑谐波减速器具有优异的温度适应性,XBS-40-100型和XBS-60-120型谐波减速器在-90℃~100℃温度范围内,传动效率分别为69.4%~82.8%和66.2%~86.7%,远高于全氟聚醚(-90℃,效率在30%左右)和多烷基化环戊烷(-90℃,效率基本在15%左右)润滑的同型号谐波减速。系统研究了固体润滑谐波减速器的使役性能和温度适应性,可为空间谐波减速器润滑材料的选取提供试验依据。