Predictive modelling and control of nutrients for the cost-effective production of cultivated meat

营养物质的预测建模和控制,以实现具有成本效益的养殖肉生产

基本信息

  • 批准号:
    2747870
  • 负责人:
  • 金额:
    --
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    英国
  • 项目类别:
    Studentship
  • 财政年份:
    2021
  • 资助国家:
    英国
  • 起止时间:
    2021 至 无数据
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

With growing interest in cellular agriculture as a means to address public health, environmental and animal welfare challenges of animal agriculture, the concept of producing meat from cell- and tissue- cultures is emerging as an approach to address similar challenges. If proved to be commercially successful, cultivated meat has the potential to revolutionize the way in which we eat and interact with our environment. To achieve this potential, cost-effective production processes are necessary. The use of mathematical modelling can play an important role in this endeavor. Use of growth factors to activate cell proliferation signaling pathways is crucial to achieve required cell numbers and biomass for meat production. However, due to their high sensitivities to temperature, pH and several denaturants, frequent additions and high dosage concentrations of growth factors are often required within the bioreactor system to achieve target cell numbers in each experimental run. Bioreactor design configurations such as design type, size, stirrer type and stirrer speeds also contribute to the variabilities within the bioreactor which affect the growth factors' degradation and binding kinetics. Cost of these growth factors are very high and are currently the main bottlenecks in achieving efficient production costs required to make cultivated meat a commercially viable and competitively priced product to market. The goal of this project is to develop a process control system that accurately controls the growth factor addition strategy of a cultivated meat bioprocess. This is with the aims to facilitate process intensification of an in-house bioreactor, increase productivity, improve product quality and most importantly, lower cost. The two main objectives of this project include: quantifying and developing a mathematical model of growth factor degradation and bioactivity kinetics within a bioreactor, and developing process control algorithms that minimize the usage of growth factors and improve cost efficiency of the bioprocess as a whole. The strategies involved might include controlling the growth feeding schedule, concentrations and addition rates. The type of growth factors might also be included in the optimization strategy based on a given input, i.e. cell type and numbers and desired output, i.e. required biomass. The control system will refine growth factor utilization to engender a more cost-efficient process. Such an advance will play a significant role in making cultivated meat production commercially viable. This project falls within the EPSRC Mathematical Biology research area. Ivy Farm would be the industrial partner for this project.
随着对细胞农业作为解决动物农业的公共卫生、环境和动物福利挑战的手段的兴趣日益增长,从细胞和组织培养物生产肉类的概念正在成为解决类似挑战的方法。如果被证明是商业上的成功,人造肉有可能彻底改变我们的饮食方式和与环境的互动方式。为了实现这一潜力,必须采用具有成本效益的生产工艺。数学建模的使用可以在这奋进发挥重要作用。使用生长因子激活细胞增殖信号通路对于实现肉类生产所需的细胞数量和生物量至关重要。然而,由于它们对温度、pH和几种变性剂的高敏感性,在生物反应器系统内通常需要频繁添加和高剂量浓度的生长因子,以在每次实验运行中达到目标细胞数。生物反应器的设计配置,如设计类型、尺寸、搅拌器类型和搅拌器速度,也会导致生物反应器内的变化,从而影响生长因子的降解和结合动力学。这些生长因子的成本非常高,并且目前是实现使养殖肉类成为商业上可行且价格有竞争力的市场产品所需的有效生产成本的主要瓶颈。本项目的目标是开发一个过程控制系统,精确控制养殖肉类生物过程的生长因子添加策略。这是为了促进内部生物反应器的工艺强化,提高生产率,提高产品质量,最重要的是降低成本。该项目的两个主要目标包括:量化和开发生物反应器内生长因子降解和生物活性动力学的数学模型,以及开发过程控制算法,以最大限度地减少生长因子的使用并提高整个生物过程的成本效益。所涉及的策略可能包括控制生长饲喂时间表、浓度和添加速率。生长因子的类型也可以包括在基于给定输入(即细胞类型和数量)和期望输出(即所需生物质)的优化策略中。该控制系统将改进生长因子的利用,以产生更具成本效益的过程。这一进展将在使养殖肉类生产商业化方面发挥重要作用。这个项目属于EPSRC数学生物学研究领域的福尔斯。Ivy Farm将成为该项目的工业合作伙伴。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

其他文献

吉治仁志 他: "トランスジェニックマウスによるTIMP-1の線維化促進機序"最新医学. 55. 1781-1787 (2000)
Hitoshi Yoshiji 等:“转基因小鼠中 TIMP-1 的促纤维化机制”现代医学 55. 1781-1787 (2000)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
LiDAR Implementations for Autonomous Vehicle Applications
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
生命分子工学・海洋生命工学研究室
生物分子工程/海洋生物技术实验室
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
吉治仁志 他: "イラスト医学&サイエンスシリーズ血管の分子医学"羊土社(渋谷正史編). 125 (2000)
Hitoshi Yoshiji 等人:“血管医学与科学系列分子医学图解”Yodosha(涉谷正志编辑)125(2000)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Effect of manidipine hydrochloride,a calcium antagonist,on isoproterenol-induced left ventricular hypertrophy: "Yoshiyama,M.,Takeuchi,K.,Kim,S.,Hanatani,A.,Omura,T.,Toda,I.,Akioka,K.,Teragaki,M.,Iwao,H.and Yoshikawa,J." Jpn Circ J. 62(1). 47-52 (1998)
钙拮抗剂盐酸马尼地平对异丙肾上腺素引起的左心室肥厚的影响:“Yoshiyama,M.,Takeuchi,K.,Kim,S.,Hanatani,A.,Omura,T.,Toda,I.,Akioka,
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:

的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('', 18)}}的其他基金

An implantable biosensor microsystem for real-time measurement of circulating biomarkers
用于实时测量循环生物标志物的植入式生物传感器微系统
  • 批准号:
    2901954
  • 财政年份:
    2028
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship
Exploiting the polysaccharide breakdown capacity of the human gut microbiome to develop environmentally sustainable dishwashing solutions
利用人类肠道微生物群的多糖分解能力来开发环境可持续的洗碗解决方案
  • 批准号:
    2896097
  • 财政年份:
    2027
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship
A Robot that Swims Through Granular Materials
可以在颗粒材料中游动的机器人
  • 批准号:
    2780268
  • 财政年份:
    2027
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship
Likelihood and impact of severe space weather events on the resilience of nuclear power and safeguards monitoring.
严重空间天气事件对核电和保障监督的恢复力的可能性和影响。
  • 批准号:
    2908918
  • 财政年份:
    2027
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship
Proton, alpha and gamma irradiation assisted stress corrosion cracking: understanding the fuel-stainless steel interface
质子、α 和 γ 辐照辅助应力腐蚀开裂:了解燃料-不锈钢界面
  • 批准号:
    2908693
  • 财政年份:
    2027
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship
Field Assisted Sintering of Nuclear Fuel Simulants
核燃料模拟物的现场辅助烧结
  • 批准号:
    2908917
  • 财政年份:
    2027
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship
Assessment of new fatigue capable titanium alloys for aerospace applications
评估用于航空航天应用的新型抗疲劳钛合金
  • 批准号:
    2879438
  • 财政年份:
    2027
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship
Developing a 3D printed skin model using a Dextran - Collagen hydrogel to analyse the cellular and epigenetic effects of interleukin-17 inhibitors in
使用右旋糖酐-胶原蛋白水凝胶开发 3D 打印皮肤模型,以分析白细胞介素 17 抑制剂的细胞和表观遗传效应
  • 批准号:
    2890513
  • 财政年份:
    2027
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship
CDT year 1 so TBC in Oct 2024
CDT 第 1 年,预计 2024 年 10 月
  • 批准号:
    2879865
  • 财政年份:
    2027
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship
Understanding the interplay between the gut microbiome, behavior and urbanisation in wild birds
了解野生鸟类肠道微生物组、行为和城市化之间的相互作用
  • 批准号:
    2876993
  • 财政年份:
    2027
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship

相似国自然基金

Improving modelling of compact binary evolution.
  • 批准号:
    10903001
  • 批准年份:
    2009
  • 资助金额:
    20.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似海外基金

Modelling and Control of Flexible Structures Interacting with Fluids (ModConFlex)
与流体相互作用的柔性结构的建模和控制 (ModConFlex)
  • 批准号:
    EP/X032353/1
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grant
Modelling and Control of Flexible Structures Interacting with Fluids (ModConFlex)
与流体相互作用的柔性结构的建模和控制 (ModConFlex)
  • 批准号:
    EP/X032477/1
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grant
Mapping heterogeneity of brain microstructural abnormalities in psychiatric disorders with normative modelling
通过规范模型绘制精神疾病中大脑微结构异常的异质性
  • 批准号:
    10658680
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Modelling, predicting and risk assessment of mpox (monkeypox) and other (re)emerging zoonotic threats to inform decision-making and public health actions: mathematical, geospatial and machine learning approaches
对mpox(猴痘)和其他(重新)出现的人畜共患威胁进行建模、预测和风险评估,为决策和公共卫生行动提供信息:数学、地理空间和机器学习方法
  • 批准号:
    481139
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Operating Grants
Modelling and Control of Flexible Structures Interacting with Fluids (ModConFlex)
与流体相互作用的柔性结构的建模和控制 (ModConFlex)
  • 批准号:
    EP/X033597/1
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grant
Mathematical control theory for mirorobot and cell locomotion
微型机器人和细胞运动的数学控制理论
  • 批准号:
    22KF0197
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
Crystallisation optimisation and control using surrogate modelling and adaptive model predictive control
使用代理建模和自适应模型预测控制进行结晶优化和控制
  • 批准号:
    2746484
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship
Modelling and Control for the Advancement of Biologics
生物制品进步的建模和控制
  • 批准号:
    580551-2022
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Alliance Grants
Data-centric Real-time Power System Modelling, Monitoring, and Control
以数据为中心的实时电力系统建模、监测和控制
  • 批准号:
    RGPIN-2016-04271
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Developing better modelling inference tools to inform disease control for bovine Tuberculosis using epidemiological and pathogen genetic information.
开发更好的建模推理工具,利用流行病学和病原体遗传信息为牛结核病的疾病控制提供信息。
  • 批准号:
    BB/W007290/1
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grant
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了