Harnessing metabolites from plant cell tissue and organ culture for sustainable biotechnology
Notice bibliographique
Résumé
Abstract The convergence of plant cell, tissue and organ culture (PCTOC) with metabolomics and computational tools represents a transformative platform for sustainable biotechnology. PCTOC enables the controlled, sterile, and scalable production of high-value secondary metabolites, independent of environmental and geographical constraints. However, the metabolic complexity of plant systems and the variability in culture conditions have historically posed challenges in optimizing metabolite yields. Metabolomics, by providing a comprehensive snapshot of small cellular-molecule composition, allows for the monitoring, analysis, and manipulation of biosynthetic pathways in vitro. By guiding experimental designs through response surface methodology and leveraging computational prediction via artificial intelligence, metabolomics enables data-driven optimization of culture parameters, enabling a shift from empirical to rational design strategies. This review presents a holistic framework for harnessing metabolites from PCTOC systems, highlighting the advances in bioreactor technologies, analytical platforms (LC-MS/MS, GC-MS/MS, NMR), and computational analytics that collectively enhance metabolite production. Here we critically examine case studies of commercially important phytochemicals produced via callus, suspension, adventitious root, and hairy root cultures, with emphasis on elicitation strategies, metabolic engineering, and flux analysis. Moreover, the application of PCTOC-metabolomics platforms extends beyond bioproduction to plant conservation and biodiversity, where chemotaxonomic profiling supports ex situ preservation of threatened species. Despite its promise, this integrated approach faces technical and translational challenges, including limited spectral libraries, scalability barriers, and regulatory constraints. Future directions emphasize the development of automated bioprocess systems, multi-omics integration, AI-guided synthetic biology, and sustainable biomanufacturing aligned with circular economy principles. Ultimately, the integration of PCTOC and metabolomics, powered by computational innovation, offers a resilient, reproducible, and eco-conscious strategy for plant-based bioproduction, conservation, and therapeutic discovery in the post-genomic era.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| 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 | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 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 tête enseignante, 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 ».