开篇词：放线菌能产生抗生素，酿酒酵母能酿出美酒、藻类还能生产被誉为脑黄金的DHA……小小的微生物，能够生产出各种各样化合物，变成人类社会中的健康守护者（药品）、能量之源（燃料）、情绪催化剂（酒精）……而如果有了生物工程师的介入，微生物可以变得更强，“变身”成“细胞工厂”，为人类谋求更大的福利。
先进的微生物细胞工厂，可以让人类获得更加廉价的化学品。而工程师的技术越先进，某种程度上代表国家在生物技术领域的竞争力越强。
那么，工程师是如何打造微生物细胞工厂呢？各个环节会使用到哪些新技术？现在真的已经有这样的细胞工厂了吗？大院er和生物工程师们推出了微生物“智”造专题，我们将为你讲述这些“工厂”里的故事。
中国科学院有一位“亿元教授”，在国外完成学业后回国组建实验室。他开发出一种比较先进的能够产L-丙氨酸的“工厂”。技术转让后，企业迅速凭借他打造的“工厂”打败诸多跨国大企业，将自己的市场占有率从18%提高到80%，也带动形成一个全新的产业链。而随着企业的上市，这位老师也顺利跨入了“亿元教授”俱乐部。同时，从生产者到消费者，很多人也因为这个工厂而受益。
上面说到的“工厂”是啥？区别于我们一般认知中的工厂，这类“工厂”它其貌不扬，没有大烟囱，也没有机械化的流水线，“占地”仅仅在零点几到几百微米之间，但是它们的产品却是千家万户生活中的必备之物，谁拥有了建造这些工厂的先进技术，谁就拥有了更强的造福社会的能力以及源源不断的财源。
这里所说的“工厂”其实是微生物。微生物之所以能够被当作“细胞工厂”，一是因为它们能够产生各种各样对人类有益的化学品，而这些化学品目前已被广泛应用到了包括食品、药品、农业及能源等众多领域，二是因为存在一些可以被称作生物工程师的人，这些人的工作就是去创造或强化微生物生产化学品的能力，正是他们的存在，才使得微生物对人类有益的特性能够被无限放大，从而对人类社会产生实质性的影响。
既然微生物细胞工厂这么多金，那要靠它走上致富的道路需要经历什么呢？以下的这六个阶段是必经之路。
第一阶段：利润和能力的匹配
建造微生物细胞工厂，面对的第一个问题是用它产什么化合物？单纯从赚钱策略的角度来看，细胞工厂所产的化合物可以分为两类。
第二阶段：让合适的微生物去产正确的化合物
选好产品之后，接下来的第二个问题是把目标化合物放到哪种底盘微生物中去生产？其实挑底盘微生物这件事，优秀的工程师和优秀的教师的理念有相似之处，好的老师会对不同的学生因材施教，而好的工程师也懂得选择合适的微生物去生产它所擅长生产的化合物，他们能够凭借两方面的经验选出合适的底盘微生物。
第三阶段：设计化学品的“生产线”
底盘选好就可以设计针对目标化合物的生产线了，所谓生产线，就是生产原料经微生物代谢后转化成目标化合物的途径，这些代谢途径的设计，根据难易程度的不同可以分成三个级别。
第四阶段：让微生物细胞工厂更“皮实”
微生物细胞工厂作为有生命的个体，由于需要承受来自工程师的厚望，一般工程师会希望它们能够“皮实”一些，对环境中的抑制因子不要过于敏感，比如希望它们在高效生产目标化学品的同时，还能够抵抗生产过程中浓度产物对微生物的毒性等影响。
第五阶段：优化“生产线”
评价一个微生物细胞工厂产化合物的过程是否有竞争力主要看三个参数，分别是：滴度（Titer），即目标产物的浓度；收率（Yield），即所得到每克目标化合物和所投入每克原料的比值；生产率（Productivity），即单位时间、体积或者单位细胞所生产目标产物量的比率。
第六阶段：微生物细胞工厂的放大
对于工程师而言，前五个阶段如果都能顺利完成，也不一定能拿到钱，还需要一个从实验室走向生产的关键过程——微生物细胞工厂的放大。
如何能够成为生物工程师？这六个阶段都结束后，短期来看，开发工厂的工程师和企业可能会在大赚一笔，能够填补由于前期研发“砸钱”消耗的元气；长期来看，如果工程师和企业联手能创造出更好、更有意义的的微生物细胞工厂，那么同样的成本，产物供应量相应上升，最终消费者购买的价格则会有所降低。所以打造微生物细胞工厂，无论对生产者（工程师、企业）还是消费者（社会）都是具有重大意义的。