바이오파운드리는 효소 및 미생물 공학을 생물제조(biomanufacturing) 방향으로 가속하기 위한 전환적 플랫폼으로 작용한다. 본 연구에서는 바이오파운드리 응용에 맞춘 확장 가능한 효소 공학 워크플로를 개발하였으며, 이소프렌 합성효소(IspS)는 이소프렌 생합성에서 핵심적 속도-제한 효소라는 점에 초점을 두었다. 서열 공진화 분석에 기반한 계산적 돌연변이 설계와 실험실 자동화를 통합하여, 부위지정 돌연변이 유도 및 스크리닝을 3회 수행하였다. 각 라운드마다 약 100개의 유전적 돌연변이체를 합성하였고, 이러한 워크플로는 광범위한 최적화 없이도 수천 단위로 손쉽게 확장될 수 있다. 또한 이 접근법을 통해 촉매 효율이 최대 4.5배 향상된 IspS 변이체를 신속히 동정할 수 있었으며, 동시에 열안정성도 향상되었다. 더 나아가 공학적으로 설계된 IspS를 Methylococcus capsulatus Bath에 도입함으로써 메탄-대-이소프렌(methane-to-isoprene) 생물전환이 개선되어 319.6 mg/L의 생산성(titer)을 달성하였다. 이러한 확장 가능한 워크플로는 바이오파운드리 내 효소 공학을 위한 견고한 기반을 제공한다. 이는 혁신적인 생명공학적 발전의 개발을 위한 토대가 된다.

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