재생 가능하고 식용이 아닌 바이오매스를 생물정유소(biorefinery)에서 처리하여, 산업적으로 가치 있는 화학물질과 소재를 지속가능한 생물 기반으로 생산하는 방식은 기후변화를 포함한 시급한 세계적 과제에 대응하고, 전 세계 국가들이 최근 공약한 “넷 제로 탄소(net zero carbon)” 목표를 실현하기 위한 핵심 전략으로 부상하였다. 대사공학은 다양한 표적 화합물을 효율적으로 과생산할 수 있는 미생물 균주를 개발하는 데 핵심적인 역할을 해왔다. 그럼에도 불구하고 공학적으로 설계된 미생물 세포공장(microbial cell factories)은 종종 생성물 합성과 세포 성장 사이의 본질적인 상충관계를 직면하며, 그 결과 적합도(fitness)가 저하되거나 기능 상실 표현형이 나타나는 일이 흔하다. 본 총설은 이러한 갈등을 조정(화해)하기 위한 대사공학 전략의 최근 발전을 조명한다. 여기에는 경로 최적화, 동적 조절(dynamic regulation), 상보적으로 독립적인(orthogonal) 시스템 설계, 미생물 컨소시엄(microbial consortia) 공학, 발효 공정 제어, 그리고 통합 대사 모델링(integrative metabolic modeling)이 포함된다. 또한 성장과 고수준 생산(high-level production)을 조화시키기 위해 미생물 대사를 재프로그래밍(reprogramming)하는 데 남아 있는 과제와 향후 방향을 탐색한다.

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