Mechový bioreaktor - Moss bioreactor - Wikipedia

Mechový bioreaktor s Physcomitrella patens

A mechový bioreaktor je fotobioreaktor používané pro pěstování a propagace z mechy. Obvykle se používá v molekulární zemědělství pro výrobu rekombinantní protein použitím transgenní mech. v věda o životním prostředí mechové bioreaktory se používají k množení rašelinové mechy např. podle Mossclone konsorcium monitorovat znečištění ovzduší.

Moss je velmi skromný fotoautotrofní organismus, který byl chován in vitro pro výzkumné účely od počátku 20. století.[1]

První mech bioreaktory pro modelový organismus Physcomitrella patens byly vyvinuty v 90. letech, aby vyhovovaly bezpečnostním normám týkajícím se zacházení s geneticky modifikovanými organismy a aby byly dostatečné biomasa pro experimentální účely.[2]

Funkční princip

Bioreaktor mechu se používá ke kultivaci mechu v suspenzní kultuře v míchaném a provzdušňovaném kapalném médiu. Kultura se udržuje za osvětlení s teplotou a pH hodnota konstantní. The kultivační médium —Často a minimální médium —Obsahuje vše živiny a minerály potřebné pro růst mechu.[3]

Aby se zajistila maximální rychlost růstu, mech se udržuje na protonema stupeň nepřetržitým mechanickým narušením, např. pomocí rotujících nožů.[4] Jakmile hustota kultury dosáhne určité prahové hodnoty, nedostatek živin a rostoucí koncentrace fytohormony v médiu spouští diferenciaci protonemy na dospělého gametofyt. V tomto okamžiku musí být kultura zředěna čerstvým médiem, pokud je určena pro další použití.

Podle zamýšleného výtěžku lze tento základní princip přizpůsobit různým typům a velikostem bioreaktorů. Kultivační komora může například sestávat z kolony, trubice nebo vyměnitelných plastových sáčků.[5]

V tomto mechovém bioreaktoru rašelina Sphagnum palustre je kultivovaný

Výroba biofarmaceutik

Rozličný biofarmaka již byly vyrobeny pomocí mechových bioreaktorů.[6] V ideálním případě může být rekombinantní protein přímo purifikován z kultivačního média.[7] Jedním příkladem této výrobní metody je faktor H: tento molekula je součástí člověka doplňkový systém. Vady v odpovídajícím gen jsou spojeny s lidskými chorobami, jako jsou závažné ledviny a poruchy sítnice. Biologicky aktivní rekombinantní faktor H byl poprvé vyroben v mechovém bioreaktoru v roce 2011.[8] Enzym alfa-galaktosidáza nyní může německý výrobce v mechových bioreaktorech vyrábět Federální institut pro drogy a zdravotnické prostředky.[9][10] Bude testován jako enzymová substituční terapie při léčbě Fabryho choroba. The klinické hodnocení fáze 1 byla dokončena v roce 2017.[11]

Viz také

Reference

  1. ^ Hohe, A .; Reski, R. (2005). „Od klíčení axenických spór po molekulární zemědělství: jedno století kultury in vitro u mechorostů“. Zprávy rostlinných buněk. 23 (8): 513–521. doi:10.1007 / s00299-004-0894-8. PMID  15558285.
  2. ^ Reutter, K .; Reski, R. (září 1996). „Produkce heterologního proteinu v bioreaktorových kulturách plně diferencovaných rostlin mechu“ (PDF). Rostlinná tkáňová kultura a biotechnologie. 2 (3): 142–147. Archivovány od originál (PDF) dne 04.10.2011.
  3. ^ Hohe, A .; Reski, R. (červen 2005). "Řízení růstu a diferenciace bioreaktorových kultur Physcomitrella podle parametrů prostředí". Kultura rostlinných buněk, tkání a orgánů. 81 (3): 307–311. doi:10.1007 / s11240-004-6656-z.
  4. ^ Decker, E. L .; Reski, R. (duben 2004). „Bioreaktor mechu“. Aktuální názor na biologii rostlin. 7 (2): 166–170. doi:10.1016 / j.pbi.2004.01.002.
  5. ^ Domovská stránka společnosti greenovation GmbH, která ukazuje různé typy bioreaktorů mechu: [1] Archivováno 9. listopadu 2011, v Wayback Machine
  6. ^ Decker, Eva L.; Reski, Ralf (2008). „Současné úspěchy ve výrobě složitých biofarmaceutik s mechovými bioreaktory“. Bioprocess and Biosystems Engineering. 31 (1): 3–9. doi:10.1007 / s00449-007-0151-r. PMID  17701058.
  7. ^ Baur, A .; Reski, R .; Gorr, G. (2005). „Zvýšená výtěžnost vylučovaného rekombinantního lidského růstového faktoru pomocí stabilizačních přísad a společnou expresí lidského sérového albuminu v mechu Physcomitrella patens“. Plant Biotechnology Journal. 3 (3): 331–340. doi:10.1111 / j.1467-7652.2005.00127.x. PMID  17129315.
  8. ^ Büttner-Mainik, A .; Parsons, J .; Jérôme, H .; Hartmann, A .; Lamer, S .; Schaaf, A .; Schlosser, A .; Zipfel, P. F .; Reski, R .; Decker, E. L. (duben 2011). "Produkce biologicky aktivního lidského faktoru H ve Physcomitrella". Plant Biotechnology Journal. 9 (3): 373–383. doi:10.1111 / j.1467-7652.2010.00552.x. PMID  20723134.
  9. ^ „Domovská stránka ekologizace: Schválení zahájení klinické studie fáze I v Evropě pro moss-aGal (agalsidázu) vyráběnou v Mossbioreaktorech“. Citováno 18. října 2015.
  10. ^ Reski, Ralf; Parsons, Juliana; Decker, Eva L. (říjen 2015). „Léčiva vyrobená mechem: od lavičky k posteli“. Plant Biotechnology Journal. 13 (8): 1191–1198. doi:10.1111 / pbi.12401. PMC  4736463. PMID  26011014.
  11. ^ Greenovation gelingt der Durchbruch Portál bude veřejný Archivováno 11.01.2018 na Wayback Machine