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合成生物学dblt合成生物学（Synthetic Biology，简称SB）是一门结合生物学、工程学和计算机科学等多个学科的交叉学科，旨在通过设计和构建人工合成的生物系统来解决现实中的问题和挑战。
合成生物学的研究范围涵盖了从基因组到细胞器、细胞和群体的所有层次。
在过去几十年里，合成生物学取得了许多重要的进展，为科学研究和应用技术的发展提供了新的思路和方法。
合成生物学的发展离不开基因工程技术的进步。
基因工程技术使得科学家们能够直接干预和修改生物体的遗传信息，从而实现对生物体的精确控制和改造。
合成生物学借助基因工程技术，可以设计并构建出许多具有特定功能的合成生物系统。
这些合成生物系统可以用于生产药物、化学品、燃料等各种有用的物质，也可以用于环境修复、生物传感器等领域。
在合成生物学中，设计和构建合成生物系统的过程通常包括以下几个步骤：首先，确定所需的功能和性能目标，然后设计相应的基因回路或生物网络；接着，选择适合的宿主生物，并将设计好的基因回路导入到宿主生物中；最后，通过生物实验和优化，验证和调整合成生物系统的功能和性能。
在这个过程中，合成生物学需要运用到生物学、生物化学、计算机科学、数学等多个学科的知识和技术。
合成生物学的研究和应用领域非常广泛。
一方面，合成生物学可以用于生物医学研究和药物开发。
通过设计和构建合成生物系统，科学家们可以模拟和研究生物体内的生物过程和疾病机制，从而发现新的治疗方法和药物靶点。
另一方面，合成生物学还可以应用于环境保护和资源利用。
比如，通过设计和构建具有高效降解能力的微生物，可以实现对废弃物和污染物的清除和处理。
此外，合成生物学还可以用于生物能源的开发和利用，通过设计和构建高效的生物合成途径，实现对生物质的高效转化和利用。
然而，合成生物学的发展也面临着一些挑战和问题。
首先，合成生物学的研究和应用涉及到大量的基因操作和生物材料的处理，需要严格的安全措施和伦理规范。
其次，合成生物学的研究和应用往往需要大量的人力、物力和时间投入，研究周期长、成本高。
合成生物学在微生物工程中的应用合成生物学是一门新兴的交叉学科，将生物学、工程学和计算机科学相结合，旨在设计和构建新的生物系统以实现特定的功能。
在微生物工程领域，合成生物学的应用日益广泛，为微生物的改造和利用提供了全新的思路和方法。
本文将探讨合成生物学在微生物工程中的应用，介绍其在生物制药、生物能源、环境修复等方面的重要作用。
一、生物制药领域合成生物学在微生物工程中的应用在生物制药领域具有重要意义。
通过合成生物学的技术手段，可以设计和构建具有特定药用功能的微生物菌株，用于生产各种药物原料。
例如，利用合成生物学的方法，可以将代谢途径进行优化，提高微生物对特定底物的转化效率，从而实现对药物原料的高效生产。
此外，合成生物学还可以用于设计新型药物分子，通过改造微生物菌株实现对这些药物的生产，为药物研发提供新的途径。
二、生物能源领域在生物能源领域，合成生物学在微生物工程中的应用也具有重要意义。
通过合成生物学的技术手段，可以设计和构建具有高效能源转化能力的微生物菌株，用于生产生物燃料和生物化学品。
例如，利用合成生物学的方法，可以优化微生物的代谢途径，提高其对生物质的降解和转化效率，从而实现对生物燃料的高效生产。
此外，合成生物学还可以用于设计新型生物能源生产系统，通过改造微生物菌株实现对生物能源的生产，为替代传统能源提供新的途径。
三、环境修复领域在环境修复领域，合成生物学在微生物工程中的应用也发挥着重要作用。
通过合成生物学的技术手段，可以设计和构建具有特定降解能力的微生物菌株，用于修复受污染的环境。
例如，利用合成生物学的方法，可以设计具有高效降解能力的微生物菌株，用于降解有机污染物、重金属等污染物质，从而实现对环境的修复和保护。
此外，合成生物学还可以用于设计新型生物修复系统，通过改造微生物菌株实现对不同类型污染物的高效降解，为环境修复提供新的解决方案。
综上所述，合成生物学在微生物工程中的应用具有广阔的发展前景和重要的社会意义。
合成生物的通俗理解一、什么是合成生物1. 定义合成生物可以简单理解为通过人工设计和构建生物系统的一门学科或技术。
就像是搭积木一样，科学家们利用生物学的知识和技术手段，把生物的各个部分（如基因、蛋白质等）按照自己的想法重新组合起来，创造出具有新功能或者改进功能的生物或者生物系统。
例如，在自然界中，微生物可能具有分解某些物质的能力，但分解速度比较慢或者只能分解特定的物质。
科学家通过合成生物学的方法，对微生物的基因进行改造，让它能够快速分解更多种类的污染物，从而用于环境治理。
2. 与传统生物学的区别传统生物学更多的是对自然界中已经存在的生物进行观察、描述和研究其运行规律。
比如生物学家会研究植物是如何进行光合作用的，动物是如何进行繁殖的等。
而合成生物学则是主动地去构建生物体系。
它不仅仅满足于知道生物是如何工作的，还想要按照人类的需求去创造生物。
就好比传统生物学是研究自然存在的汽车是怎么运行的，而合成生物学则是要自己设计并组装一辆具有特殊功能的汽车。
二、合成生物的主要操作对象和工具1. 基因层面基因是合成生物最重要的操作对象之一。
科学家可以对基因进行编辑、合成和重组。
基因编辑技术，如CRISPR Cas9，就像是一把非常精准的剪刀。
它可以在生物的基因组（也就是生物的基因蓝图）上找到特定的位置，然后对基因进行切割、添加或者修改。
例如，科学家想要让一种植物能够抵抗某种害虫，就可以利用CRISPR Cas9技术，把能够产生抗虫蛋白的基因插入到植物的基因组中。
基因合成则是根据人们的设计，从头合成基因。
这就好比按照自己的设计图来制造一个新的零件。
通过化学合成的方法，可以制造出自然界中可能不存在或者很难获取的基因。
基因重组是把不同来源的基因组合在一起。
比如从一种细菌中提取一个能够产生特殊酶的基因，再从另一种生物中提取一个能够控制基因表达的调控元件，然后将它们组合到一个新的生物体系中，创造出一个既能产生特殊酶又能按照特定方式调控这个酶产生的新生物。
分子与合成生物学知识点总结分子与合成生物学是研究分子生物学和生物工程技术的交叉学科。
分子生物学是一门研究生物分子结构、功能及其相互关系的学科，而合成生物学则是利用工程学和计算机科学的方法设计、构建以及操纵生物系统的学科。
下面是关于分子与合成生物学的一些知识点的总结。
一、分子生物学基础知识1.DNA：DNA是遗传物质，它由脱氧核糖核酸组成，是遗传信息的主要储存形式。
2.RNA：RNA是核酸的一种，它在转录过程中将DNA中的信息转换为蛋白质合成过程中的指导信息。
3.蛋白质：蛋白质是生物体内重要的大分子有机物，是生物体内的主要功能分子，包括酶、抗体、结构蛋白等。
4.基因：基因是DNA上的一段序列，可以编码特定的蛋白质，控制生物体内的生物化学反应和遗传特征。
二、基因操作技术1.PCR：聚合酶链式反应是一种在体外快速复制和扩增特定DNA序列的方法，通过PCR可以大量复制少量DNA片段。
2.DNA测序：DNA测序是一种确定DNA序列的方法，根据测序结果可以了解基因的结构和功能。
3.DNA克隆：DNA克隆是将特定DNA序列复制并插入到载体中形成重组DNA的过程，可以用于基因工程和基因治疗。
三、分子生物学技术在合成生物学中的应用1.代谢工程：代谢工程是利用基因操作技术和代谢途径调控策略，改造生物代谢途径，以生产有用的化合物，如药物、生物燃料等。
2.合成基因组学：合成基因组学是将化学合成的DNA序列引入细胞内，重组构建全新生物体的方法，可以用于研究生物系统的功能和演化机制。
3.人工合成生物学：人工合成生物学是通过合成DNA序列和生物系统的工程改造，构建人工合成生物体，用于生产特定化合物或解决环境问题。
四、合成生物学的应用领域1.药物开发：合成生物学可以通过改造微生物的代谢途径和调控信号通路，快速高效地合成药物的前体物质。
2.生物能源：合成生物学可以研发新型微生物，利用其代谢产物生产生物燃料，为解决能源危机提供新的途径。
合成生物学深圳角鲨烯1.引言1.1 概述合成生物学是一门集合生物学、化学和工程学等多学科的交叉学科，旨在通过设计和构建新的生物部件、系统和生物体来解决现实生活中的问题。
合成生物学的目标是基于生物学原理和技术，使得我们能够自主设计和合成具有特定功能的生物体。
深圳作为中国的一座现代化城市，一直以来都致力于推动科技创新和发展。
合成生物学作为一项前沿技术，在深圳得到了广泛的应用和支持。
深圳的科研机构、高校和企业纷纷投入到合成生物学的研究与实践中，为推动合成生物学的发展贡献着力量。
角鲨烯是一种在生物体内广泛存在的天然有机化合物，具有多种生物活性和药用价值。
合成生物学可以通过基因工程技术，利用微生物细胞工厂合成角鲨烯，从而解决角鲨烯的高成本和低产量的问题。
深圳的合成生物学研究团队在角鲨烯的合成方面取得了重要突破，成功使用合成生物学的方法合成了大量角鲨烯，为角鲨烯的应用研究提供了强有力的支持。
本文将详细介绍合成生物学的基本原理和技术，阐述深圳在合成生物学领域的研究和应用情况，并重点讨论角鲨烯的合成过程以及其在药物研发中的应用前景。
通过对合成生物学和深圳角鲨烯研究的深入探讨，希望能够增加对合成生物学以及深圳在生物技术领域的认知，为进一步推动合成生物学研究和应用提供启示和借鉴。
1.2 文章结构文章结构部分的内容应该包括对整篇文章的章节安排和内容概述。
文章结构：本文将分为三个主要部分进行阐述，分别是引言、正文和结论。
引言部分将首先对合成生物学、深圳和角鲨烯进行概述，并明确文章的目的。
正文部分将详细介绍合成生物学、深圳和角鲨烯的相关内容。
在合成生物学部分，将介绍其概念、发展历程和应用领域。
在深圳部分，将介绍深圳作为中国的创新科技中心，以及其在合成生物学研究中的地位和作用。
在角鲨烯部分，将介绍其化学特性、生物合成途径和应用价值等方面的内容。
结论部分将对全文进行总结，并对合成生物学、深圳和角鲨烯的未来发展进行展望。
通过对这三个主要部分的阐述，旨在全面介绍合成生物学、深圳和角鲨烯的相关知识，为读者提供一个全面而有深度的了解。
代谢工程、反向代谢工程和合成生物学：三种改造生物系统的学科生物系统是由基因、蛋白质、代谢物等分子组成的复杂网络，具有多种功能和表型。
人类一直试图通过改造生物系统来实现自己的需求和目标，比如提高农作物的产量和品质，生产有用的药物和化学品，治疗遗传性疾病和癌症等。
随着分子生物学、基因工程、系统生物学、合成生物学等技术的发展，人类对生物系统的改造能力越来越强，也越来越精细。
本文将介绍三种利用基因工程技术改造生物系统的学科：代谢工程、反向代谢工程和合成生物学，以及它们之间的区别和联系。
代谢工程是一门利用基因工程技术改造生物系统的代谢途径，以提高某种代谢产物或消耗某种代谢底物的能力的学科。
代谢途径是指一系列化学反应的网络，由酶催化或调节，参与生物系统的能量、物质和信息的转化和流动。
代谢工程通常涉及大量的基因改造，比如增加、减少或调节某些酶的表达，以及敲除或引入某些代谢通路。
代谢工程主要应用于通过改造微生物细胞工厂来高效生产有用的生物燃料、化学品、天然产物等生物制品。
反向代谢工程是一门采用逆向思维方式进行代谢设计的新型代谢工程。
它与传统的正向代谢工程相对应，正向代谢工程是根据已知的基因或酶的功能，通过增加、减少或调节它们的表达，来改变生物系统的代谢途径和产物。
反向代谢工程则是先设定一个期望的代谢表型，比如提高某种物质的产量或消耗，然后通过计算或推理确定该表型所需要的基因或酶的变化，再通过基因改造或环境改造实现该表型。
反向代谢工程可以利用数学模型、人工进化或模块化等方法来进行代谢设计。
合成生物学是一门利用基因工程技术设计和构建新的生物系统或功能，以实现人类所需的新颖或复杂的生物学目标的学科。
合成生物学不仅关注改造已有的生物系统，也关注创造全新的生物系统。
合成生物学通常涉及设计、构建或重组一些标准化、模块化和可互换的生物元件，比如启动子、编码序列、终止子等，然后通过组合或重组这些元件，来构建具有期望功能或表型的新生物系统。
合成生物技术综述1.引言1.1 概述合成生物技术是一种快速发展的交叉学科领域，它融合了生物学、工程学和计算机科学等多个学科的知识与技术。
通过对生物体的基因组进行编辑、设计和合成，合成生物技术的目标是创造新的生物体、改造现有生物体的特性，并开发出可应用于医药、农业、能源等领域的生物材料和生物产物。
合成生物技术的发展源于遗传工程和基因编辑技术的进步。
传统遗传工程主要利用外源基因的导入和转基因技术来实现对生物体性状的改变，而合成生物技术则能够更加精确地编辑和设计基因组，从根本上改变生物体的功能和性质。
基因编辑技术如CRISPR-Cas9等的出现，更是大大提升了合成生物技术的研究速度和效率。
合成生物技术的应用领域广泛。
在医药领域，合成生物技术可以用于合成新型药物、生产生物疫苗、开发基因治疗等。
在农业领域，合成生物技术可以应用于增强作物的抗病虫害能力、提高农产品的产量和品质，甚至实现以微生物为基础的精准农业。
此外，合成生物技术还能被应用于环境保护领域，包括生物降解技术、生物能源的开发和利用等。
尽管合成生物技术在上述领域中已经取得了许多成果，但仍然面临着一些挑战和争议。
其中之一是生物安全性问题，即修改生物体基因组带来的潜在风险和影响。
另外，合成生物技术的道德和伦理问题也需要引起重视，如何合理规范其研究和应用，保证科技的发展与人类和环境的安全是一个需要深入探讨和面对的问题。
综上所述，合成生物技术是一门有着广阔应用前景的领域，它以生物学为基础，借助工程学和计算机科学等技术手段，探索并实现对生物体的精确调控和改造。
随着科技的不断进步，合成生物技术的发展前景将更加广阔，它有望为人类社会带来更多的创新和进步。
1.2 文章结构文章结构部分的内容应该是对整篇文章的框架和各个部分的简要介绍。
可以按照以下内容来编写：文章结构本篇长文主要包括引言、正文和结论三个部分。
引言部分主要概述合成生物技术的背景和意义，并对本文的内容做出介绍。
八大重点领域合成生物学
合成生物学是近年来迅速发展的一项生物技术，它通过对生物体的基因进行改造和设计，实现对生物体的功能和性状进行调控。
在我国，合成生物学在以下八个重点领域取得了显著成果：1.药物研发：通过合成生物学技术，研究人员可以快速筛选和制备具有特定功能的生物药物，从而为治疗各种疾病提供新的手段。
2.生物能源：利用合成生物学方法，我国科学家成功研发出一种高效产油微生物，有望为实现能源自主和减少对化石燃料的依赖做出贡献。
3.生物材料：合成生物学技术在生物材料领域也有广泛应用，如通过基因编辑手段制备具有特定功能的生物材料，用于医疗、环保等领域。
4.农业：通过合成生物学方法改良作物，提高抗病、抗虫、抗旱等性状，有助于提高农业产量，保障粮食安全。
5.环境保护：合成生物学技术在环境保护领域也具有重要意义，如利用基因工程菌降解环境中的有毒物质，减轻污染。
6.生物计算：合成生物学为生物计算提供了新的思路和方法，通过构建具有特定功能的生物电路，实现对生物信息的处理和分析。
7.工业生产：合成生物学技术在工业生产中具有广泛应用，如
利用基因工程菌生产抗生素、氨基酸等化学品，降低生产成本。
8.食品安全：通过合成生物学方法，可以研发出具有高效降解食品中有害物质的能力的微生物，保障食品安全。
总之，在我国政府的大力支持下，合成生物学在各领域的应用取得了丰硕成果，为国家的经济发展和民生改善做出了积极贡献。
合成生物的名词解释合成生物（Synthetic Biology），顾名思义，是指通过合成方法来设计和构建具有新功能的生物体系。
它是一门交叉学科，融合了生物学、化学、工程学等多个学科的知识和技术，在生物领域中探索和应用人工合成生命的原理和方法。
一、合成生物的定义和背景合成生物的定义可以从不同角度来解释。
从宏观来看，合成生物是一种通过改造和重新设计基因组，以创造出具有期望功能的生物体系的工程领域。
从微观来看，合成生物是一种针对生物系统的分子和细胞水平的工程手段，目的是设计和创造具有新功能的生物分子、细胞和生物组成部分。
合成生物学的起源可以追溯到20世纪70年代的基因工程和遗传工程。
然而，与遗传工程仅仅通过对现有基因进行改造和重组不同，合成生物着眼于通过从头构建和设计基因组的方法创造全新的生物功能。
同时，合成生物学还引入了生物体系的模块化设计，使得研究人员可以将不同的生物组成部分组合在一起，形成具有更复杂功能的生物体系。
二、合成生物的核心技术1. DNA合成技术：DNA合成是合成生物学的核心技术之一。
通过合成DNA片段，并将其插入到宿主细胞中，研究人员可以重组基因组序列，并构建具有期望功能的生物体系。
2. 基因组编辑技术：基因组编辑技术是合成生物学中用于修改和改造生物基因组的关键工具。
常见的基因组编辑技术包括CRISPR-Cas9系统和TALENs等，它们可以精确地切割和修改目标细胞的DNA序列，实现基因的插入、删除和修改。
3. 代谢工程：代谢工程是合成生物学中的重要技术手段之一，通过改造代谢途径和调控代谢产物的合成，可以实现对生物体系的功能调控和产物优化。
代谢工程在制药、能源、环境等领域有着广泛的应用。
三、合成生物在不同领域的应用1. 制药领域：合成生物学在制药领域的应用主要包括新药研发、基因治疗和精准医学等。
通过合成生物学的方法，研究人员可以设计和构建能够合成药物的微生物工厂，提高药物的产量和质量，并开发出新的药物治疗方法。
合成生物学：设计生命的新领域
合成生物学是一门新兴的交叉学科，它结合了生物学、工程学、计算机科学和化学等多个领域的知识，旨在重新设计和构建生物系统。
这一领域的研究者们利用现代生物技术，如基因编辑和合成DNA技术，来创造新的生物部件、设备和系统，甚至从头开始构建微生物。
合成生物学的核心理念是通过工程化的方法来理解生命。
研究者们将生物系统分解成基本的构建模块，然后像搭建乐高积木一样，重新组合这些模块以创造出具有新功能的生物体。
这种方法不仅有助于我们更深入地理解生命的基本原理，还能够开发出解决现实世界问题的创新解决方案。
例如，合成生物学家可以设计微生物来生产药物、生物燃料和化学品，这些产品通常需要复杂的工业过程来制造。
通过在微生物中植入特定的基因序列，科学家们能够指导它们进行特定的化学反应，从而高效地生产出所需的产品。
此外，合成生物学还可以用于环境修复，比如设计能够分解有害化学物质的微生物，帮助清理污染。
然而，合成生物学的发展也带来了伦理和安全方面的挑战。
随着我们能够更精确地控制生命的基本组成部分，我们必须谨慎地考虑这些技术的潜在风险，并确保它们的使用符合伦理标准。
这包括确保合成生物学的发展不会导致新的生物安全威胁，以及确保这些技术的利益能够公平地分配。
总之，合成生物学是一个充满潜力的领域，它不仅能够推动科学知识的边界，还能够为社会带来实际的益处。
随着技术的不断进步，我们有理由相信，合成生物学将继续在设计生命的新领域中发挥关键作用，为人类面临的挑战提供创新的解决方案。
《应用微生物学》课程作业姓名：学号：班级：合成生物学：产化学物质和生物燃料的微生物的设计工具Synthetic biology Tools to design microbes for theproduction of chemicals and fuels文献来源：Biotechnology Advances 31 (2013) 811–817ABSTRACTThe engineering of biological systems to achieve specific purposes requires design tools that function in a predictable and quantitative manner. Recent advances in the field of synthetic biology, particularly in the programmable control of gene expression at multiple levels of regulation, have increased our ability to efficiently design and optimize biological systems to perform designed tasks. Furthermore, implementation of these designs in biological systems highlights the potential of using these tools to build microbial cell factories for the production of chemicals and fuels. In this paper, we review current developments in the design of tools for controlling gene expression at transcriptional, post-transcriptional and post-translational levels, and consider potential applications of these tools.Keywords: Synthetic biology Expression control Metabolic engineering Biofuel Biochemical Microbial cell factory摘要为实现一些特定目的，微生物系统工程需要一些设计工具，这些工具以某种可预测的、定量的方式起作用。
在合成生物学的领域，特别是多水平调控基因表达的可编程控制方面的进展，这使我们设计、优化完成设计任务的生物系统的能力增强了。
此外，这些设计在生物系统中的实现，凸显了利用这些工具建造用于生产化学物质和生物燃料的微生物细胞工厂的潜力。
在这篇论文中，我们回顾了和在转录、转录后、翻译后三个水平调控基因表达的设计工具相关的内容的最新进展，并且这些工具的潜在应用价值。
关键词：合成生物学表达调控代谢工程生物燃料生物化学微生物细胞工厂1、介绍由于天然化石资源的有限性和当前的环境问题，生物合成化学物质和生物燃料作为一种可选择的工业化合成途径，正在稳固地引起人们的兴趣(Ganesh et al., 2012; Jang et al., 2012; Zhang et al., 2012b)。
为解决这些问题，合成生物学在重新设计现有的生物系统和合成新的生物系统方面发展了一系列突破性的技术，这些进展表明了人们对此的巨大兴趣(Lynch and Gill, 2012; Seo et al., 2012; Xing etal., 2012)。
建立一个合成生物学系统需要在一个可测、定量的可控环境下用有调控能力的设计工具优化一系列组合，这些组合包括基因片段、组件和系统(Yadav et al., 2012; Zhu et al., 2012)。
系统内的不平衡可能会导致设计好的基因程序表达失败，所以这个领域最新的研究已经把重心放到了可以被用来设计优化生物系统的新工具的进展。
由于组成一个代谢途径或基因程序的多种酶的平衡表达是实现被设计的生物学系统性能优化的首要必须条件，，在一个定量、可预测的可控环境中控制基因表达成为一条重要的设计原则。
基因表达能够在转录、转录后、翻译后三个水平被调控。
在这篇论文中，我们总结回顾了设计工具的最新研究进展，这些设计工具可以可预测地、定量地控制基因的表达。
同时我们估测了这些设计工具用于生产化学物品和生物燃料的能力，并且讨论了这个领域的前景。
2、在转录水平控制基因表达的设计工具基因表达的转录调控已经被广泛地应用于代谢工程和合成生物学方面的应用，它用来优化像谢途径和基因电路之类的生物学系统。
一个这样的方法是在多种原核生物中创造具有不同转录效率的合成启动子文库(Alper et al., 2005; Braatsch et al., 2008; Miksch et al., 2005; Rud et al., 2006) and eukaryotes (Alper et al., 2006; Qin et al., 2011)。
传统的方法是修饰自身启动子的两个共同的六聚体DNA序列（-10和-35框）之间间隙序列，或者利用出错的聚合酶链式反应（PCR）来在整个启动子序列中引入突变(Fig. 1A)。
最近，几个研究已经在酵母中利用了合成的杂合启动子的方法，这些方法组合了核心启动子和增强子元件，这增强子元件是上游激活序列的组合或者串联重复序列(UAS 元件) (Blazeck et al., 2011, 2012)。
通过这些启动子构架的扩展，这个方法可以进一步增强启动子强度、控制调控机制、最终建立一个跨越广泛的、动态的调控水平的文库。
由于启动子的强度取决于共同框的上下游的侧翼序列和启动子拷贝数(Davis et al., 2011)，无论在染色体还是质粒中，在用一个预先设计好的启动子序列作为一个标准化模块时，为保证预期的转录效率可以实现，对方法进行标准化是必要的(Kelly et al., 2009)。
最近的一项研究表明了通过控制转录效率来精确平衡代谢量在目标分子最优产量中的重要性(Fig. 1B) (Ajikumar et al., 2010)。
利用多元分子的系统包容不同的启动子强度和拷贝数，Ajikumar et al. (2010)成功地优化了用于生产紫杉醇前体紫杉烯的类异戊二烯途径。
在这项应用中，紫杉烯生物合成途径被分为由不同强度和拷贝数的分离的启动子调控的两个模块。
采用了这一生物合成途径，他们的测定浓度巨大地提高到了普通菌株的15000倍。
这项研究采用了少量的启动子和基于质粒的表达系统。
当然，类型多样的合成启动子数量的增加和染色体中复制基因的简单可用的技术将会促进一个大的方案空间的研究，而且有助于长期遗传稳定菌株的发展(Blazeck and Alper, 2012; Tyo et al., 2009)。
诱导像化学物质、燃料忍耐性之类的复杂的细胞表型需要重新编程基因网络和新陈代谢，这是因为这些菌株大体上是由多基因调控的。
一个完成这项任务的策略是全局转录机械工程（gTME），这个方法最近已经在原核生物(e.g., Escherichia coli, Alper and Stephanopoulos, 2007; Lactobacillus plantarum, Klein-Marcuschamer and Stephanopoulos, 2008)和真核生物(Saccharomyces cerevisiae, Alper et al., 2006; Liu et al., 2010) (Fig. 1C)中实现了。
理论上，这个方法创建了突变转录子文库，这些转录子依次影响多基因的表达，并且引导基因网络的重新编程。
通过恰当的表型筛选，可诱导期望表型的重编程网络能够被识别和特征化。
当然，很难从头开始就预测突变转录子序列和功能的关系。
已知的转录子DNA结合位点的最新进展将会促进对结构功能关系的认识，所以这使我们能够为菌株质量的提升而进行理性、可预测的重编程基因网络(Barrett et al., 2011; Cho et al., 2009; Kim et al., 2012)。
Zhang et al. (2012a,b)的最近研究中报道了动态传感调控系统（DSRS）的进展，DSRS 用了一种天然产生的转录因子和人工合成的杂合启动子的组合(Fig. 1D) (Zhang et al., 2012a)。
这种DSRS能识别脂肪酸产生途径中的一种关键代谢物，并且能动态地调控包括乙烷基酯（FAEE）产生在内的基因表达。
FAEE生产菌的稳定性被充分地提高了，所以和亲本均值比较FAEE产量在浓度（1.5g/L）和产量（最大理论值的28%）上都有提高(Steen et al., 2010)。
考虑到在这项研究中发现的巨大的天然配合基应答转录因子库和设计人造转录因子的可能性(Ansari and Mapp, 2002; Mandell and Kortemme, 2009)，这个系统有潜力应用到代谢途径中的其他各种分子，这些分子包括氨基酸、核酸、糖类、脂类和许多二级代谢物。
作为蛋白质转录因子的补充，人工合成的RNAs也能实现动态地激活或抑制DNA分子转录的功能。
通过酵母三杂交系统，Buskirk et al. (2003)说明了改造RNA分子作为RNA转录因子是有可能的，最后选定产物的活化比显示是控制的Gal4系统的53倍(Fig. 1E) (Buskirk et al., 2003)。
他们也合成了一种人工RNA激活子，这种激活子可以通过优化一种小分子结合适配子和改造RNA之间连接区域动态地控制基因表达(Buskirk et al., 2004)。
另一项最近的研究报道说，金黄色葡萄球菌的质粒pT181中自然反义RNA和转录弱化子对的正交变体可以被设计来同时调控多基因的转录(Fig. 1E) (Lucks et al., 2011)。
尽管这些方法仍然停留在概念证明阶段，考虑到串联转录弱化子能够表达逻辑以及RNA介导的转录信号转导是可能的，它们可以被应用在用操纵子控制多基因表达和建立不同RNA数学模型的分层规则的下一代生物合成学应用(Benenson, 2009; Nandagopal and Elowitz, 2011)。
