-1::1
Simple Hit Counter
Skip to content

Products

Solutions

×
×
Sign In

RU

EN - EnglishCN - 简体中文DE - DeutschES - EspañolKR - 한국어IT - ItalianoFR - FrançaisPT - Português do BrasilPL - PolskiHE - עִבְרִיתRU - РусскийJA - 日本語TR - TürkçeAR - العربية
Sign In Start Free Trial

RESEARCH

JoVE Journal

Peer reviewed scientific video journal

Behavior
Biochemistry
Bioengineering
Biology
Cancer Research
Chemistry
Developmental Biology
View All
JoVE Encyclopedia of Experiments

Video encyclopedia of advanced research methods

Biological Techniques
Biology
Cancer Research
Immunology
Neuroscience
Microbiology
JoVE Visualize

Visualizing science through experiment videos

EDUCATION

JoVE Core

Video textbooks for undergraduate courses

Analytical Chemistry
Anatomy and Physiology
Biology
Calculus
Cell Biology
Chemistry
Civil Engineering
Electrical Engineering
View All
JoVE Science Education

Visual demonstrations of key scientific experiments

Advanced Biology
Basic Biology
Chemistry
View All
JoVE Lab Manual

Videos of experiments for undergraduate lab courses

Biology
Chemistry

BUSINESS

JoVE Business

Video textbooks for business education

Accounting
Finance
Macroeconomics
Marketing
Microeconomics

OTHERS

JoVE Quiz

Interactive video based quizzes for formative assessments

Authors

Teaching Faculty

Librarians

K12 Schools

Biopharma

Products

RESEARCH

JoVE Journal

Peer reviewed scientific video journal

JoVE Encyclopedia of Experiments

Video encyclopedia of advanced research methods

JoVE Visualize

Visualizing science through experiment videos

EDUCATION

JoVE Core

Video textbooks for undergraduates

JoVE Science Education

Visual demonstrations of key scientific experiments

JoVE Lab Manual

Videos of experiments for undergraduate lab courses

BUSINESS

JoVE Business

Video textbooks for business education

OTHERS

JoVE Quiz

Interactive video based quizzes for formative assessments

Solutions

Authors
Teaching Faculty
Librarians
K12 Schools
Biopharma

Language

ru_RU

EN

English

CN

简体中文

DE

Deutsch

ES

Español

KR

한국어

IT

Italiano

FR

Français

PT

Português do Brasil

PL

Polski

HE

עִבְרִית

RU

Русский

JA

日本語

TR

Türkçe

AR

العربية

    Menu

    JoVE Journal

    Behavior

    Biochemistry

    Bioengineering

    Biology

    Cancer Research

    Chemistry

    Developmental Biology

    Engineering

    Environment

    Genetics

    Immunology and Infection

    Medicine

    Neuroscience

    Menu

    JoVE Encyclopedia of Experiments

    Biological Techniques

    Biology

    Cancer Research

    Immunology

    Neuroscience

    Microbiology

    Menu

    JoVE Core

    Analytical Chemistry

    Anatomy and Physiology

    Biology

    Calculus

    Cell Biology

    Chemistry

    Civil Engineering

    Electrical Engineering

    Introduction to Psychology

    Mechanical Engineering

    Medical-Surgical Nursing

    View All

    Menu

    JoVE Science Education

    Advanced Biology

    Basic Biology

    Chemistry

    Clinical Skills

    Engineering

    Environmental Sciences

    Physics

    Psychology

    View All

    Menu

    JoVE Lab Manual

    Biology

    Chemistry

    Menu

    JoVE Business

    Accounting

    Finance

    Macroeconomics

    Marketing

    Microeconomics

Start Free Trial
Loading...
Home
JoVE Journal
Bioengineering
Контролируемые светом ферментации для производства микробных химических веществ и белков
Контролируемые светом ферментации для производства микробных химических веществ и белков
JoVE Journal
Bioengineering
A subscription to JoVE is required to view this content.  Sign in or start your free trial.
JoVE Journal Bioengineering
Light-Controlled Fermentations for Microbial Chemical and Protein Production

Контролируемые светом ферментации для производства микробных химических веществ и белков

Full Text
4,759 Views
08:37 min
March 22, 2022

DOI: 10.3791/63269-v

Shannon M. Hoffman*1, Makoto A. Lalwani*1, José L. Avalos1,2,3,4

1Department of Chemical and Biological Engineering,Princeton University, 2The Andlinger Center for Energy and the Environment,Princeton University, 3Department of Molecular Biology,Princeton University, 4High Meadows Environmental Institute,Princeton University

AI Banner

Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.

Overview

Optogenetic control of microbial metabolism allows for dynamic regulation of fermentation processes, enhancing chemical and protein production. This protocol demonstrates the setup of blue light-regulated fermentations at various volumetric scales.

Key Study Components

Area of Science

  • Microbial metabolism
  • Optogenetics
  • Fermentation processes

Background

  • Optogenetics enables noninvasive control of microbial processes.
  • Light-based control is highly tuneable and reversible.
  • This approach can optimize fermentation processes significantly.
  • Unique opportunities arise, such as three-phase fermentations.

Purpose of Study

  • To enhance chemical and protein production through optogenetic methods.
  • To provide a protocol for blue light-regulated fermentations.
  • To explore the effects of varying light conditions on production outcomes.

Methods Used

  • Setup of blue light-regulated fermentation systems.
  • Testing different light conditions for optimal production.
  • Utilization of optogenetic tools for microbial control.
  • Evaluation of fermentation processes at various scales.

Main Results

  • Higher titers of chemicals and proteins achieved with optogenetic control.
  • Demonstrated flexibility in fermentation process optimization.
  • Highlighted the importance of light conditions for production efficiency.
  • Showcased potential for multi-chromatic control in fermentation.

Conclusions

  • Optogenetic control is a promising method for microbial fermentation.
  • Further exploration of light conditions can enhance production.
  • This protocol opens new avenues for research in microbial processes.

Frequently Asked Questions

What is optogenetics?
Optogenetics is a technique that uses light to control cells within living tissue, typically neurons, that have been genetically modified to express light-sensitive ion channels.
How does blue light affect fermentation?
Blue light can regulate microbial metabolism, enhancing the production of chemicals and proteins by providing precise control over fermentation processes.
What are the advantages of using optogenetics in fermentation?
Optogenetics offers noninvasive, highly tuneable, and reversible control, allowing for streamlined optimization of microbial processes.
Can different light conditions impact production outcomes?
Yes, different light conditions can significantly affect production levels, and it is recommended to test various parameters for optimal results.
What unique opportunities does optogenetics provide?
Optogenetics opens up possibilities for innovative fermentation techniques, such as three-phase fermentations and multi-chromatic control.

Оптогенетический контроль микробного метаболизма обеспечивает гибкое динамическое управление процессами ферментации. Протокол здесь показывает, как настроить ферментации, регулируемые синим светом, для химического и белкового производства в разных объемных масштабах.

Оптогенетика была использована для достижения более высоких титров нескольких химических веществ и белков по сравнению с типичными индукторами. Используя этот протокол, другие могут улучшить свои собственные процессы с помощью управления на основе света. Управление оптогенетикой является неинвазивным, легко настраиваемым и обратимым.

Эти качества позволяют оптимизировать микробные процессы и даже открывают уникальные возможности, такие как трехфазные ферментации и мультихроматический контроль. Для любого нового химического вещества оптимальные условия освещения будут отличаться. Поэтому, если наблюдается низкая производительность с использованием параметров в этом протоколе, следует проверить различные условия освещения.

View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos

View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos

Sign In Start Free Trial

Explore More Videos

Биоинженерия выпуск 181

Related Videos

Мониторинг роста бактерий в различных составах сред с помощью автоматизированного микробиореактора

02:51

Мониторинг роста бактерий в различных составах сред с помощью автоматизированного микробиореактора

Related Videos

206 Views

Микрофлюидный пиколитровый биореактор для микробного анализа одиночных клеток: изготовление, настройка и эксплуатация системы

12:04

Микрофлюидный пиколитровый биореактор для микробного анализа одиночных клеток: изготовление, настройка и эксплуатация системы

Related Videos

13K Views

Разработка и внедрение автоматизированной освещая, культивированием и система отбора проб для микробного оптогенетика приложений

11:13

Разработка и внедрение автоматизированной освещая, культивированием и система отбора проб для микробного оптогенетика приложений

Related Videos

10.2K Views

Общий протокол для оптимизации производства гетерологичных белка с использованием автоматизированной технологии Microbioreactor

06:24

Общий протокол для оптимизации производства гетерологичных белка с использованием автоматизированной технологии Microbioreactor

Related Videos

10.8K Views

Использование высокопроизводительного автоматизированная система Microbioreactor для производства модель IgG1 в клетках Чо

08:15

Использование высокопроизводительного автоматизированная система Microbioreactor для производства модель IgG1 в клетках Чо

Related Videos

11.5K Views

Независимых выражений метанола, Сумка Pichia де репрессий технологии

05:30

Независимых выражений метанола, Сумка Pichia де репрессий технологии

Related Videos

14.6K Views

Средняя подготовка к культивированию микроорганизмов в строго анаэробных/аноксических условиях

06:17

Средняя подготовка к культивированию микроорганизмов в строго анаэробных/аноксических условиях

Related Videos

30.1K Views

Микроводорослей Культивирование и количественное биомассы в скамейке масштаба фотобиореактор с коррозионными газами flue

08:41

Микроводорослей Культивирование и количественное биомассы в скамейке масштаба фотобиореактор с коррозионными газами flue

Related Videos

11K Views

В естественных условиях Мониторинг транскрипционной активности при метаболическом переходе с помощью биолюминесцентного репортера у дрожжей

06:53

В естественных условиях Мониторинг транскрипционной активности при метаболическом переходе с помощью биолюминесцентного репортера у дрожжей

Related Videos

949 Views

Проектирование твердофазных ферментационных систем для получения полимерных гидролитических внеклеточных ферментов нитчатыми грибами

06:08

Проектирование твердофазных ферментационных систем для получения полимерных гидролитических внеклеточных ферментов нитчатыми грибами

Related Videos

1.5K Views

JoVE logo
Contact Us Recommend to Library
Research
  • JoVE Journal
  • JoVE Encyclopedia of Experiments
  • JoVE Visualize
Business
  • JoVE Business
Education
  • JoVE Core
  • JoVE Science Education
  • JoVE Lab Manual
  • JoVE Quizzes
Solutions
  • Authors
  • Teaching Faculty
  • Librarians
  • K12 Schools
  • Biopharma
About JoVE
  • Overview
  • Leadership
Others
  • JoVE Newsletters
  • JoVE Help Center
  • Blogs
  • JoVE Newsroom
  • Site Maps
Contact Us Recommend to Library
JoVE logo

Copyright © 2026 MyJoVE Corporation. All rights reserved

Privacy Terms of Use Policies
WeChat QR code