stringtranslate.com

Биореактор из мха

Моховой биореактор с Physcomitrella patens.

Биореактор мха — это фотобиореактор, используемый для выращивания и размножения мхов . Обычно он используется в молекулярном фермерстве для производства рекомбинантного белка с использованием трансгенного мха. В науке об окружающей среде биореакторы мха используются для размножения торфяных мхов , например, консорциумом Mossclone для мониторинга загрязнения воздуха . [ требуется ссылка ]

Мох — очень экономный фотоавтотрофный организм, который выращивается in vitro в исследовательских целях с начала 20-го века. [1]

Первые моховые биореакторы для модельного организма Physcomitrella patens были разработаны в 1990-х годах для соблюдения стандартов безопасности при работе с генетически модифицированными организмами и для получения достаточного количества биомассы для экспериментальных целей. [2]

Принцип действия

Биореактор для мха используется для выращивания мха в суспензионной культуре в перемешиваемой и аэрируемой жидкой среде. Культура содержится под освещением при постоянной температуре и значении pH . Питательная среда — часто минимальная среда — содержит все питательные вещества и минералы, необходимые для роста мха. [3]

Для обеспечения максимальной скорости роста мох удерживается на стадии протонемы путем постоянного механического разрушения, например, с помощью вращающихся лезвий. [4] Как только плотность культуры достигает определенного порога, недостаток питательных веществ и увеличивающаяся концентрация фитогормонов в среде запускают дифференциацию протонемы во взрослый гаметофит . На этом этапе культуру необходимо разбавить свежей средой, если она предназначена для дальнейшего использования.

В зависимости от предполагаемого выхода этот базовый принцип может быть адаптирован к различным типам и размерам биореакторов. Камера культивирования может, например, состоять из колонны, трубки или сменных пластиковых мешков. [5]

В этом моховом биореакторе выращивается торфяной мох Sphagnum palustre.

Производство биофармацевтических препаратов

Различные биофармацевтические препараты уже были получены с использованием моховых биореакторов. [6] В идеале рекомбинантный белок можно очистить непосредственно из культуральной среды. [7] Одним из примеров этого метода производства является фактор H : эта молекула является частью системы комплемента человека . Дефекты в соответствующем гене связаны с такими заболеваниями человека, как тяжелые заболевания почек и сетчатки . Биологически активный рекомбинантный фактор H был впервые получен в моховом биореакторе в 2011 году. [8] Теперь фермент альфа-галактозидаза разрешен к производству в моховых биореакторах Немецким федеральным институтом лекарственных средств и медицинских приборов . [9] [10] Он будет испытан в качестве заместительной ферментной терапии при лечении болезни Фабри . Фаза 1 клинических испытаний была завершена в 2017 году. [11]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Хохе, А.; Рески, Р. (2005). «От аксенного прорастания спор к молекулярному фермерству: столетие культивирования бриофитов in vitro». Plant Cell Reports . 23 (8): 513–521. doi :10.1007/s00299-004-0894-8. PMID  15558285.
  2. ^ Reutter, K.; Reski, R. (сентябрь 1996 г.). «Производство гетерологичного белка в биореакторных культурах полностью дифференцированных растений мха» (PDF) . Plant Tissue Culture and Biotechnology . 2 (3): 142–147. Архивировано из оригинала (PDF) 2011-10-04.
  3. ^ Хохе, А.; Рески, Р. (июнь 2005 г.). «Контроль роста и дифференциации биореакторных культур Physcomitrella по параметрам окружающей среды». Plant Cell, Tissue and Organ Culture . 81 (3): 307–311. doi :10.1007/s11240-004-6656-z.
  4. ^ Деккер, Э. Л.; Рески, Р. (апрель 2004 г.). «Биореактор из мха». Current Opinion in Plant Biology . 7 (2): 166–170. doi :10.1016/j.pbi.2004.01.002.
  5. ↑ Домашняя страница greenovation GmbH, на которой показаны различные типы моховых биореакторов: [1] Архивировано 9 ноября 2011 г. на Wayback Machine
  6. ^ Деккер, Ева Л.; Рески, Ральф (2008). «Текущие достижения в производстве сложных биофармацевтических препаратов с использованием моховых биореакторов». Биопроцессная и биосистемная инженерия . 31 (1): 3–9. doi :10.1007/s00449-007-0151-y. PMID  17701058.
  7. ^ Baur, A.; Reski, R.; Gorr, G. (2005). «Улучшенное восстановление секретируемого рекомбинантного человеческого фактора роста с использованием стабилизирующих добавок и путем совместной экспрессии человеческого сывороточного альбумина во мхе Physcomitrella patens». Plant Biotechnology Journal . 3 (3): 331–340. doi : 10.1111/j.1467-7652.2005.00127.x . PMID  17129315.
  8. ^ Бюттнер-Майник, А.; Парсонс, Дж.; Жером, Х.; Хартманн, А.; Ламер, С.; Шааф, А.; Шлоссер, А.; Ципфель, П. Ф.; Рески, Р.; Деккер, Э. Л. (апрель 2011 г.). «Производство биологически активного рекомбинантного человеческого фактора H в Physcomitrella». Plant Biotechnology Journal . 9 (3): 373–383. doi : 10.1111/j.1467-7652.2010.00552.x . PMID  20723134.
  9. ^ "Домашняя страница Greenovation: Одобрение начала клинического испытания фазы I в Европе для moss-aGal (агалсидазы), произведенной в биореакторах Moss" . Получено 18 октября 2015 г.
  10. ^ Рески, Ральф; Парсонс, Джулиана; Деккер, Ева Л. (октябрь 2015 г.). «Фармацевтические препараты из мха: от скамейки до постели больного». Plant Biotechnology Journal . 13 (8): 1191–1198. doi :10.1111/pbi.12401. PMC 4736463. PMID  26011014 . 
  11. ^ Портал Greenovation gelingt der Durchbruch становится общедоступным. Архивировано 11 января 2018 г. в Wayback Machine.