La biofabbricazione del 1,2,4-butantriolo (BT) ha suscitato interesse per la sua utilità come precursore. I tentativi di ingegnerizzare le cellule per produrre BT hanno avuto risultati contrastanti. In questo progetto, abbiamo esplorato la produzione di BT mediante ingegneria metabolica acellulare, in cui lisati cellulari contenenti ciascuno degli enzimi necessari per produrre BT vengono miscelati insieme al precursore xilosio e a molteplici cofattori. Lo spazio di progettazione per la miscelazione di questi componenti era molto ampio.
Pertanto, è stato utilizzato il DOE di miscela per esplorare in modo efficiente lo spazio di progettazione. A causa delle interazioni non lineari caratteristiche dei sistemi di biofabbricazione, si è stabilito che un progetto DOE di miscela I-ottimale utilizzando un tipico modello di Scheffé potrebbe non essere sufficiente a modellare il sistema. Pertanto, è stato utilizzato JMP Pro per costruire un DOE ibrido di I-ottimale e di riempimento dello spazio. Inizialmente, è stato adattato un modello di previsione di Scheffé standard. Quindi, per sfruttare il progetto ibrido di riempimento dello spazio, JMP Pro è stato utilizzato per adattare un SVEM (modello di ensemble auto-validante) per catturare eventuali sottigliezze che potevano sfuggire al modello di Scheffé.
Il software JMP Multi-Objective Optimization Profiler è stato utilizzato per prevedere le formulazioni che avrebbero massimizzato la produzione di BT minimizzando al contempo i costi. Sorprendentemente, alcune delle formulazioni ottimali previste non richiedevano i componenti più costosi che in precedenza si ritenevano essenziali. Come confermato in seguito dalle prove di validazione, la formulazione ottimale prevista dal DOE ha raddoppiato la produzione di BT rispetto alla formulazione di riferimento accettata e, allo stesso tempo, ha ridotto i costi di 100 volte.
