Production of PHB From CO2-Derived Acetate With Minimal Processing Assessed for Space Biomanufacturing
Notice bibliographique
Résumé
Providing life-support materials to crewed space exploration missions is pivotal for mission success. However, as missions become more distant and extensive, obtaining these materials from in situ resource utilization is paramount. The combination of microorganisms with electrochemical technologies offers a platform for the production of critical chemicals and materials from CO2 and H2O, two compounds accessible on a target destination like Mars. One such potential commodity is poly(3-hydroxybutyrate) (PHB), a common biopolyester targeted for additive manufacturing of durable goods. Here, we present an integrated two-module process for the production of PHB from CO2. An autotrophic Sporomusa ovata (S. ovata) process converts CO2 to acetate which is then directly used as the primary carbon source for aerobic PHB production by Cupriavidus basilensis (C. basilensis). The S. ovata uses H2 as a reducing equivalent to be generated through electrocatalytic solar-driven H2O reduction. Conserving and recycling media components is critical, therefore we have designed and optimized our process to require no purification or filtering of the cell culture media between microbial production steps which could result in up to 98% weight savings. By inspecting cell population dynamics during culturing we determined that C. basilensis suitably proliferates in the presence of inactive S. ovata. During the bioprocess 10.4 mmol acetate L –1 day–1 were generated from CO2 by S. ovata in the optimized media. Subsequently, 12.54 mg PHB L–1 hour–1 were produced by C. basilensis in the unprocessed media with an overall carbon yield of 11.06% from acetate. In order to illustrate a pathway to increase overall productivity and enable scaling of our bench-top process, we developed a model indicating key process parameters to optimize.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».