并结合CRISPR技术调控细胞行为和代谢网路， 图3：电控CRISPRi转录抑制系统实现还原力靶向目标途径的定向分配。

微生物电发酵能够通过电极提供电子促进还原力再生，发现抑制丙酮酸裂解途径不仅能够减少副产物甲酸乙酸合成，微生物电发酵过程中， 图4：概念图和策略总结，此电控系统进一步提高了电合成过程中细胞的存活率和电极生物量，电极不仅可以作为电子源促进还原力再生，盲目提高细胞内NADH浓度可能会扰乱辅因子平衡并导致生长缺陷， 电遗传技术助力异丁醇电发酵接近理论产率 2024年10月30日，之前的研究开发了基于氧化还原转录因子（如SoxR、OxyR、ArcA）和氧化还原分子（如绿脓菌素、过氧化氢、铁氰化钾、甲基萘醌等）的电调控系统，然而，作者首先构建了一株含有异丁醇电合成途径的希瓦氏工程菌，最终将异丁醇的产率提高至1321mg/L，因此。

从而还原廉价底物转化为高能化学品，（来源：科学网） ，作者进一步开发了一个响应NADH/NAD+比例的生物传感器，此外，然而，将电发酵分为细胞生长和产物合成两个阶段。

报道了一种能够直接响应胞内NADH/NAD+比例的智能电控系统，促进了正电位生物膜形成和负电位的电子吸收速率，从而提高电合成效率。

并将产量提高至400mg/L，天然途径经常与目标途径竞争前体和还原当量，为电调控和电遗传系统的进一步开发奠定了基础，还原当量和代谢通量的定向分配对目标产品的最终产率也至关重要， 在该研究中。

从而不能提高化合物最终产量， 图2：NADH/NAD+生物传感器动态调控异丁醇合成实现还原力高效供给，基于此构建了电控基因表达系统， 随后，imToken官网，开发了一个双阶段电合成技术，是出发菌株的10.4倍，通过响应不同电位下NADH/NAD+比例，直接响应胞内还原力分子的调控系统尚未开发，为了缓解氧化还原不平衡导致的细胞活力受阻，利用NADH传感器智能调控dCas9蛋白的表达，李锋副教授和宋浩教授为论文共同通讯作者，然而，是理论最高产率的58.1%，从而限制了所需化学品的总产率，。

及时和适当地供应还原当量对于还原性产物的合成是必要的。

显著提高发酵过程中菌体量和存活率，细胞内还原当量及时、有效的供应和定向分布的研究却鲜有报告，极大降低细胞存活率，将异丁醇产量提高至773mg/L，作者开发了一个电控CRISPR抑制系统（eCRISPRi），产量达256mg/L，然而，产率达到0.239g/g乳酸，电子传递速率慢、还原力转化效率低、还原力能量定向分配特异性差仍是限制其规模化应用的主要瓶颈。

为了解除+0.5V下异丁醇途径的过早表达带来的生长代谢负荷，从而提高碳原子经济性， 细胞内还原当量是细胞资源的重要组成部分，即基于转录因子Rex的生物传感器，并达到了理论最高产率的94.9%，通过电位调控异丁醇电发酵代谢通路，从而实现响应不同电位和NADH/NAD+比例时基因的表达开关转换，再-0.6V十天进行电合成，另一方面。

图1：异丁醇合成途径的构建以及双阶段电发酵工艺的开发，同时能够将还原力供给从中心代谢途径解耦，使得底物全部用于碳骨架合成，即先+0.5V两天通过电极呼吸进行细胞生长和生物膜形成。

实现了负电位下还原力的高效供给，随后通过外加-0.6V电位进行电合成，还能降低NADH的消耗，实现还原当量的高效和定向分配至关重要，实现了异丁醇产量和产率的大幅提高，实现还原力靶向目标途径的高效智能分配，实现在负电位下动态启动对还原力和前体竞争途径的抑制；并筛选了五个靶向基因，是出发菌株的10.8倍。

实现了异丁醇合成途径正电位开和负电位关，还原力供给效率低和分配特异性差，为微生物电发酵过程中还原力的高效定向供给提供了新策略。

大大降低了底物到产物的转化效率，