专利名称：一种应用于建立虚拟计算机菌株的方法和系统的制作方法
技术领域：
本发明属于基因组设计领域，具体涉及一种一种应用于建立虚拟计算机菌株的方法和系统。
背景技术：
按照人类意愿和需要，设计合成人工生物体系，对理解生命的本质、培育战略性新兴产业、以革命性的方案解决资源、环境、健康问题，将从根本上变革人类的生产与生活方式。设计面向目的产物的计算机虚拟菌株是人工合成生物体系需要解决的关键步骤，对认识生命本质和进化，创造生命，组装复杂蛋白体系、合成人工细胞，促进生物技术进步具有重大战略意义。随着合成生物学的飞速发展，DNA合成技术不断进步，设计合理的基因组是我国需要迫切解决的问题。我国在计算机菌株，迫切需要一种实现计算机虚拟菌株设计的方法和系统。
发明内容
为了解决现有计算机菌株设计中存在的技术问题，本发明提供了一种从最小基因组出发添加目地功能模块的方法，可以优化产物的合成路径，删去不需要的代谢途径，而提供产物的产量。且本方法摆脱了传统菌株筛选方法中对现有菌株生长特征和功能依赖的局限，通过从头设计的方法保证了对菌株性能的最优化和可控性。同时本方法不需要通过诱变筛选的方式，极大的减少了获得优质菌株的时间、人力和金钱成本。本发明所说的方法包括发上步骤
(1)用户指定需要合成的目的产物，
(2)在计算机上设计合适的最小基因组，即虚拟底盘微生物；
(3)通过对目的产物代谢途径、分子通路的分析建立针对目标产物的网络模型；
(4)根据步骤(3)建立的网络模型选择或者设计在工业条件下合成目的产物所需的 DNA元件；
(5)将DNA元件和所需的启动子等调控元件设计出功能模块；
(6)将(5)中构建的功能模块插入最小基因组中，并通过优化的方法使其适配最小基因组，构建出面向目的产物的计算机菌株基因组；
(7)在计算机上设计计算机程序验证该虚拟基因组的稳定性和可控性；
(8)将最终稳定和可控的基因组设计模型交给用户。
具体实施例方式实施例I :合成目的产物丁二酸。(I)用户指定需要设计高产丁二酸的高产菌株。(2)设计或者选择最适合工业条件下生长的底盘微生物，设计出其最小基因组。(3)通过对丁二酸代谢途径、分子通路的分析建立针对丁二酸的动态代谢网络模型。(4)根据步骤(3)建立的网络模型选择或者设计在工业条件下高产丁二酸所需添加的最适DNA元件
(5)将DNA元件和所需的启动子等调控元件设计出相应的功能模块；
(6)将(5)中构建的功能模块插入步骤(2)构建的最小基因组中，并通过优化的方法使其适配最小基因组，构建出面向工业化高产丁二酸的计算机菌株基因组。(6)在计算机上设计计算机程序验证该虚拟基因组的稳定性和可控性。(7)将最终稳定和可控的基因组设计模型即高产丁二酸的菌株模型交给用户。
权利要求
1. 一种应用于建立虚拟计算机菌株的方法和系统，包括以下步骤(1)用户指定需要合成的目的产物，(2)在计算机上设计合适的最小基因组，即虚拟底盘微生物；(3)通过对目的产物代谢途径、分子通路的分析建立针对目标产物的网络模型；(4)根据步骤(3)建立的网络模型选择或者设计在工业条件下合成目的产物所需的 DNA元件；(5)将DNA元件和所需的启动子等调控元件设计出功能模块；(6)将(5)中构建的功能模块插入最小基因组中，并通过优化的方法使其适配最小基因组，构建出面向目的产物的计算机菌株基因组；(7)在计算机上设计计算机程序验证该虚拟基因组的稳定性和可控性；(8)将最终稳定和可控的基因组设计模型交给用户。
全文摘要
一种应用于建立虚拟计算机菌株的方法和系统。为了解决现有计算机菌株设计中存在的技术问题，本发明提供了一种从最小基因组出发添加目地功能模块的方法，可以优化产物的合成路径，删去不需要的代谢途径，而提供产物的产量。且本方法摆脱了传统菌株筛选方法中对现有菌株生长特征和功能依赖的局限，通过从头设计的方法保证了对菌株性能的最优化和可控性。同时本方法不需要通过诱变筛选的方式，极大的减少了获得优质菌株的时间、人力和金钱成本。
文档编号G06F19/20GK102609632SQ20111002430
公开日2012年7月25日 申请日期2011年1月22日 优先权日2011年1月22日
发明者郑涛, 陈怡露 申请人:郑涛, 陈怡露