Ideea de a folosi plante transgenice ca bioreactoare pentru producerea unei varietăți de compuși farmaceutici, așa-numitele proteine recombinante, a atras în mod constant atenția oamenilor de știință. Cercetătorii japonezi au reușit să obțină plante de cartof și tutun cu o genă integrată de interferon alfa uman, care este utilizat pentru tratamentul hepatitei C umane si unele forme de cancer. S-au creat plante de tutun cu interleukină umană 10 (stimulent imunitar), plante de Arabidopsis. sintetizarea vitaminei E. Avantajele unor astfel de biocombustibili sunt evidente. Este posibil să se producă substanțe care au fost anterior foarte rare și costisitoare, în cantități aproape nelimitate. În același timp, nu este nevoie să le curățați temeinic, ca în cazul microorganismelor modificate genetic. Și posibilitățile plantelor în comparație cu microorganismele pentru biosinteza substanțelor specifice organismelor superioare sunt mult mai largi, deoarece [c.56]
Figura 7 Bioreactor pentru plante (vedere generală) [c.40]
În sfârșit, astăzi, în laboratoarele de frunte ale lumii, se creează plante ale celui de-al treilea val. care vor apărea pe piață în următorii 10 ani. Studiile sunt mai multe vaccinuri principale directii de plante, medicamente din plante plante-fabrică bioreactoare pentru producerea de produse industriale (componente pentru diferite tipuri de materiale plastice, vopsele, uleiuri industriale și aditivi, de exemplu, pentru motoare cu combustie internă și altele asemenea. D.) . Toate acestea încă arată o fantezie extraordinară. Dar primele mostre de laborator ale acestor plante și evaluarea experților, arătând că economică (și cel mai important - de mediu) efectele punerii în aplicare a acestora va fi o forță foarte important să-l ia în serios. [C.106]
Se recomandă limitarea condiționată a armei tehnice a proceselor biotehnologice la proiectarea hardware a industriilor. bazată pe cultivarea a 1) bacterii și ciuperci, 2) celule și țesuturi vegetale. 3) celule și țesuturi ale organismelor vii și umane Această diviziune se datorează faptului că bacteriile și ciupercile sunt în mare parte crescute în bioreactoare similare având aproape același tip de tubulatură, care include supapa de mai multe corpuri fermentator sterile (pentru hrănirea mediului nutritiv. Inoculului. Recharge și pr), sistem de control al pH-ului, 1 °, alimentare anti-abur, sistem de monitorizare a debitului de aer. eșantionator, motor electric [c.296]
Modalitățile tradiționale de utilizare a microorganismelor pentru producerea diferitelor tipuri de bere, vin și produse fermentate au fost perfecționate de-a lungul mileniilor, dar până de curând au avut mai multă artă decât tehnologie. Numai cu dezvoltarea microbiologică am reușit să controlam calitatea produselor, să obținem o mai mare fiabilitate și reproductibilitate a proceselor de fermentație și am învățat să obținem noi tipuri de produse (de exemplu, aditivi BWI și arome). Astăzi, este încă dificil să spunem cu certitudine ce fel de succes se va realiza în acest domeniu cu ajutorul biotehnologiei, dar tendințele cele mai generale apar destul de clar. Cele mai de succes sunt două direcții interconectate. În primul rând, bioreactoarele vor înlocui treptat metodele tradiționale de producție alimentară, în care vor crește celulele animalelor sau plantelor sau microorganismelor. Faptul este că producția de produse care utilizează fermentoare sau bioreactoare poate fi mult mai mare decât în agricultură, procesele care se desfășoară în ele sunt mult mai intense. Dezvoltarea acestei direcții este facilitată și de creșterea concurenței pentru resursele funciare disponibile. În al doilea rând, această tehnologie alternativă va deveni din ce în ce mai productivă prin utilizarea tehnicilor de inginerie genetică. care permit obținerea de linii celulare îmbunătățite și tulpini de microorganisme. [c. 23]
Dintre țesuturile plantelor lemnoase, coaja este cea mai rezistentă la biodegradare. Rezistența cortexului la efectele biologice se datorează unei substanțe asemănătoare ceară - suberinei, care împiedică accesul la celuloză a umidității, aerului și contactului cu microorganismele. Humificarea începe numai după distrugerea membranelor celulelor suberine înmuiate. În bioreactoare, coaja poate fi distrusă prin culturi mixte de microorganisme care produc enzima tanază. care acționează asupra acidului tanic. [C.403]
În același timp, o soluție practică concretă ar trebui să fie așteptată în viitorul apropiat într-o direcție atât de importantă a ingineriei genetice. ca utilizarea animalelor ca bioreactoare pentru producția de produse farmaceutice. Perspectivele pentru acest domeniu de inginerie genetică aplicate plantelor au fost discutate mai sus. În ciuda faptului că ambele plante și animale, spre deosebire de microorganisme, aparțin regatului eucariot, totuși biologia celulelor vegetale și animale este încă semnificativ diferită. Prin urmare, pentru producerea anumitor animale de proteine recombinante, este mai util să se folosească mai degrabă organisme de origine animală decât organisme vegetale. Acum, se demonstrează convingător că, cu ajutorul glandelor mamare, animalele transgenice sunt capabile să producă tot felul de proteine, cum ar fi diferiți factori de sânge, enzime, anticorpi monoclonali. colagen, fibrinogen, păianjeni de mătase etc. Se dezvoltă și alte sisteme pentru producerea de proteine recombinante. în special, perspectivele mari sunt asociate cu sistemul de ouă al găinilor. [C.59]
Aceste reactoare au un agitator mecanic cu un arbore central și lame (lame), numărul lor fiind de obicei 6, rareori 8 (figura 2). Lamele pot fi drepte sau curbate, ele sunt adesea plasate în mai multe etaje, ceea ce permite o mai bună amestecare a volumelor mari de lichid. Sistemul include, de asemenea, șicanuri - plăci metalice înguste atașate pereților interiori ai bioreactorului. Acestea împiedică formarea vaporilor și asigură mișcarea turbionară a lichidului. distribuite uniform în reactor. Totuși, într-o serie de cazuri, acestea nu pot fi aplicate (cultivarea ciupercilor miceliene), deoarece acestea sunt supraaglomerate cu microorganisme (miceliu). În bioreactoare este creată o amestecare lentă și lentă, destinată creșterii animalelor și a plantelor (într-o măsură mai mică). [C.37]
A patra cale este multiplicarea în bioreactoare de microtuburi. Aceasta este una dintre modalitățile de a accelera reproducerea materialelor mai sănătoase. A. Malik Sarkisov construită de instalare hidroponice, permițând să se obțină aproximativ 7000 microtuberculilor 1 m, cu o greutate de 5 kt nya le permit plantarea mecanizată ulterior în sol. În departamentul de biologie celulară și biotehnologie al Institutului de Fiziologie a Plantelor. Timiryazev Academia de Științe instituit un sistem eficient de semi-industriale bioreactor pnevmoimpulsnogo închis pentru a produce microtuberculi de cartofi, care a oferit posibilitatea de a influența direcția și viteza proceselor de formare tuberculilor. Tehnologia micropropagare clonală în bioreactoare sunt proiectate nu numai pentru agricultură, ci și pentru plante ornamentale (crin, gladiole, hiacint, filodendron, etc.). Cu toate acestea, instalațiile create sunt încă de natură de laborator, de model. [C.196]
Plantele produc o cantitate mare de biomasă, iar cultivarea lor nu este dificilă, deci a fost rezonabil să încercăm să creăm plante transgenice. Aceștia pot sintetiza proteine și substanțe chimice valoroase din punct de vedere comercial. Spre deosebire de bacteriile recombinante. care sunt cultivate în bioreactoare mari (personalul cu înaltă calificare și echipamente scumpe sunt necesare), nu sunt necesare fonduri mari și lucrători calificați pentru cultivarea culturilor. Principala problemă. care pot apărea din utilizarea plantelor ca bioreactoare este legată de eliberarea produsului genei introduse din masa de țesut vegetal și costul relativ al producției proteinei dorite de plante transgenice și microorganisme. Plantele experimentale pentru obținerea de anticorpi monoclonali cu plante au fost deja create. fragmente funcționale ale anticorpilor și un polimer de poli-P-hidroxibutirat, din care se poate realiza materialul. supuse biodegradării. [C.412]
Odată cu dezvoltarea tehnologiei ADN-ului recombinant, natura biotehnologiei sa schimbat complet și irevocabil. Acum este posibil pentru a optimiza biotransformarea pas un mod mai direct de a crea, mai degrabă decât pur și simplu selectați tulpini foarte productive folosite microorganisme și celule eucariote ca fabrici biologice pentru a produce insulină, interferon, hormon de creștere. virus antigeni și multe alte proteine. Tehnologia ADN-ului de recombinare nantngh produce cantitati mari de molecule mici valoroase și macromolecule care sunt în mod natural sintetizate în cantități minime. Plantele și animalele au devenit bioreactoare naturale care produc biomasă nouă sau modificată,
Hibridoame, la fel ca majoritatea altor culturi de celule animale. cresc relativ încet, nu ating o densitate mare și necesită medii complexe și costisitoare. Anticorpii monoclonali produși în acest mod sunt foarte costisitori, ceea ce face imposibilă utilizarea lor la scară largă în clinică. Pentru a rezolva această problemă, s-au făcut încercări de a crea un fel de bioreactoare bazate pe bacterii, plante și animale modificate genetic. Pentru furnizarea eficientă și funcționarea anumitor agenți imunoterapeutici, o regiune de legare a antigenului a anticorpului (fragmentul Fab sau Fv) este adesea suficientă, adică prezența fragmentului F al anticorpului este opțională. [C.218]
Obiectivul principal al experimentelor biotehnologice asupra plantelor este crearea de noi soiuri de plante cultivate. Cea mai mare parte a cercetărilor inițiale a avut ca scop obținerea soiurilor de plante cu randament ridicat, fără a-și schimba valoarea nutritivă. Plantele au fost injectate cu gene care le-au asigurat rezistența la insecte dăunătoare. viruși, erbicide, condiții nefavorabile de mediu. și genele care încetinesc îmbătrânirea. Unele dintre aceste lucrări vor fi luate în considerare mai jos. În plus, s-au efectuat experimente pentru a schimba culoarea florilor și calitatea produselor vegetale, precum și utilizarea plantelor ca bioreactoare. [C.389]
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: