Моховой биореактор
Биореактор мха — это фотобиореактор, для выращивания и размножения мхов используемый . Обычно его используют в молекулярном сельском хозяйстве для производства рекомбинантного белка с использованием трансгенного мха. В науке об окружающей среде моховые биореакторы используются для размножения торфяных мхов , например, консорциумом Mossclone для мониторинга загрязнения воздуха . [ нужна ссылка ]
Мох — очень бережливый фотоавтотрофный содержится в лабораторных условиях в исследовательских целях. организм, который с начала 20 века [1]
Первые моховые биореакторы для модельного организма Physcomitrella patens были разработаны в 1990-х годах в соответствии со стандартами безопасности, касающимися обращения с генетически модифицированными организмами, и для получения достаточной биомассы для экспериментальных целей. [2]
Принцип действия
[ редактировать ]Биореактор мха предназначен для выращивания мха в суспензионной культуре в перемешиваемой и аэрируемой жидкой среде. Культуру хранят при освещении, при этом температуру и значение pH поддерживают постоянными. Культуральная среда — часто минимальная среда — содержит все питательные вещества и минералы, необходимые для роста мха. [3]
Чтобы обеспечить максимальную скорость роста, мох удерживают на стадии протонемы путем непрерывного механического разрушения, например, с помощью вращающихся лезвий. [4] Как только плотность культуры достигает определенного порога, недостаток питательных веществ и возрастающая концентрация фитогормонов в среде запускают дифференцировку протонемы во взрослый гаметофит . На этом этапе культуру необходимо разбавить свежей средой, если она предназначена для дальнейшего использования.
В зависимости от предполагаемой производительности этот основной принцип можно адаптировать к биореакторам различных типов и размеров. Камера культивирования может, например, состоять из колонны, трубки или сменных пластиковых пакетов. [5]
Производство биофармацевтических препаратов
[ редактировать ]различные биофармацевтические препараты . С использованием мховых биореакторов уже производятся [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 соответствующего гена связаны с такими заболеваниями человека, как тяжелые заболевания почек и сетчатки . Биологически активный рекомбинантный фактор Н впервые был получен в моховом биореакторе в 2011 году. [8] Фермент альфа-галактозидаза теперь разрешено производить в биореакторах из мха Немецким федеральным институтом лекарств и медицинского оборудования . [9] [10] Его будут тестировать в качестве заместительной ферментной терапии при лечении болезни Фабри . клинических исследований Первая фаза завершилась в 2017 году. [11]
См. также
[ редактировать ]- Биореактор водорослей
- Биореактор
- Молекулярное земледелие
- Фотобиореактор
- Болотный сфагнум
- Патент на Фискомитреллу
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Хоэ, А.; Рески, Р. (2005). «От прорастания аксенических спор до молекулярного земледелия: один век культуры мохообразных in vitro». Отчеты о растительных клетках . 23 (8): 513–521. дои : 10.1007/s00299-004-0894-8 . ПМИД 15558285 .
- ^ Ройтер, К.; Рески, Р. (сентябрь 1996 г.). «Продукция гетерологичного белка в биореакторных культурах полностью дифференцированных растений мха» (PDF) . Культура тканей растений и биотехнология . 2 (3): 142–147. Архивировано из оригинала (PDF) 4 октября 2011 г.
- ^ Хоэ, А.; Рески, Р. (июнь 2005 г.). «Контроль роста и дифференциации биореакторных культур Physcomitrella по параметрам окружающей среды». Культура растительных клеток, тканей и органов . 81 (3): 307–311. дои : 10.1007/s11240-004-6656-z .
- ^ Декер, Эл.; Рески, Р. (апрель 2004 г.). «Мховый биореактор». Современное мнение в области биологии растений . 7 (2): 166–170. дои : 10.1016/j.pbi.2004.01.002 .
- ^ Домашняя страница greenovation GmbH, на которой показаны различные типы моховых биореакторов: [1] Архивировано 9 ноября 2011 г., в Wayback Machine.
- ^ Декер, Ева Л.; Рески, Ральф (2008). «Современные достижения в производстве сложных биофармацевтических препаратов с помощью мховых биореакторов». Биопроцессы и биосистемная инженерия . 31 (1): 3–9. дои : 10.1007/s00449-007-0151-y . ПМИД 17701058 .
- ^ Баур, А.; Рески, Р.; Горр, Г. (2005). «Улучшенное восстановление секретируемого рекомбинантного человеческого фактора роста с использованием стабилизирующих добавок и путем совместной экспрессии человеческого сывороточного альбумина в мхе Physcomitrella patens» . Журнал биотехнологии растений . 3 (3): 331–340. дои : 10.1111/j.1467-7652.2005.00127.x . ПМИД 17129315 .
- ^ Бюттнер-Майник, А.; Парсонс, Дж.; Жером, Х.; Хартманн, А.; Ламер, С.; Шааф, А.; Шлоссер, А.; Зипфель, П.Ф.; Рески, Р.; Декер, Эл. (апрель 2011 г.). «Продукция биологически активного рекомбинантного человеческого фактора Н в Physcomitrella» . Журнал биотехнологии растений . 9 (3): 373–383. дои : 10.1111/j.1467-7652.2010.00552.x . ПМИД 20723134 .
- ^ «Домашняя страница Greenovation: одобрение начала клинических испытаний фазы I в Европе для moss-aGal (агалзидазы), производимого в Mossbioreactors» . Проверено 18 октября 2015 г.
- ^ Рески, Ральф; Парсонс, Джулиана; Декер, Ева Л. (октябрь 2015 г.). «Фармацевтика из мха: от скамейки до прикроватной тумбочки» . Журнал биотехнологии растений . 13 (8): 1191–1198. дои : 10.1111/pbi.12401 . ПМЦ 4736463 . ПМИД 26011014 .
- ^ Greenovation достигает революционного открытия публичного портала. Архивировано 11 января 2018 г. в Wayback Machine.