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Improving Bioprocess Productivity Using Constraint-Based Models in a Dynamic Optimization Scheme

机译：在动态优化方案中使用基于约束的模型提高生物过程生产率

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Abstract: Modulating the expression of target genes is an effective metabolic engineering approach to increase bioprocess productivity. In this work, a bilevel optimization framework is applied for dynamic manipulation of gene expression based on constraint-based models. A dynamic model in the inner problem captures the network dynamics and enables temporal regulation of the metabolic network. Through linearization of nonlinear constraints, this framework is based on linear optimization which saves on computation time especially in a bilevel structure. A case study involving batch fermentation of Escherichia coli for ethanol production is considered to find an optimal manipulation strategy of metabolic networks for maximal productivity.
机译：摘要：调节靶基因的表达是提高生物过程生产力的有效代谢工程方法。在这项工作中，基于基于约束的模型，双层优化框架被应用于基因表达的动态操纵。内部问题中的动态模型捕获了网络动态，并实现了代谢网络的时间调节。通过非线性约束的线性化，该框架基于线性优化，可节省计算时间，尤其是在双层结构中。一个涉及批量生产大肠杆菌的大肠杆菌的案例研究被认为是寻找代谢网络的最佳操作策略，以实现最大的生产率。

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