Bioreaktor mchu - Moss bioreactor

Bioreaktor mchowy z Physcomitrella patens

Mchu bioreaktor jest fotobioreaktora stosowane do hodowli i namnażania z mchów . Jest zwykle stosowany w rolnictwie molekularnym do produkcji rekombinowanego białka przy użyciu transgenicznego mchu. W naukach o środowisku bioreaktory mchowe są wykorzystywane do namnażania mchów torfowych, np. przez konsorcjum Mossclone do monitorowania zanieczyszczenia powietrza .

Mech jest bardzo oszczędnym organizmem fotoautotroficznym , utrzymywanym w celach badawczych in vitro od początku XX wieku.

Pierwsze bioreaktory mchu dla organizmu modelowego Physcomitrella patens zostały opracowane w latach 90. XX wieku, aby zapewnić zgodność z normami bezpieczeństwa dotyczącymi obchodzenia się z organizmami zmodyfikowanymi genetycznie oraz w celu uzyskania wystarczającej biomasy do celów doświadczalnych.

Zasada działania

Bioreaktor mchowy służy do hodowli mchu w hodowli zawiesinowej w mieszanej i napowietrzonej pożywce płynnej. Hodowlę utrzymuje się w oświetleniu z utrzymywaniem stałej temperatury i wartości pH . Pożywka hodowlana -often w pożywce minimalnej -contains wszystkie składniki odżywcze i minerały niezbędne dla wzrostu mchu.

Aby zapewnić maksymalne tempo wzrostu, mech jest utrzymywany w stadium splątka poprzez ciągłe mechaniczne rozrywanie, np. za pomocą obracających się ostrzy. Gdy gęstość kultury osiągnie określony próg, brak składników odżywczych i rosnące stężenie fitohormonów w pożywce powoduje różnicowanie splątka do dorosłego gametofitu . W tym momencie kultura musi być rozcieńczona świeżą pożywką, jeśli jest przeznaczona do dalszego użycia.

Zgodnie z zamierzoną wydajnością tę podstawową zasadę można dostosować do różnych typów i wielkości bioreaktorów. Komora hodowlana może składać się na przykład z kolumny, tuby lub wymiennych toreb plastikowych.

W tym bioreaktorze mchowym uprawiany jest mech torfowy Sphagnum palustre

Produkcja biofarmaceutyków

Różne biofarmaceutyki zostały już wyprodukowane przy użyciu bioreaktorów mchu. Idealnie, rekombinowane białko można bezpośrednio oczyścić z pożywki hodowlanej. Jednym z przykładów tej metody produkcji jest czynnik H : ta cząsteczka jest częścią ludzkiego układu dopełniacza . Defekty w odpowiednim genie są związane z chorobami człowieka, takimi jak poważne zaburzenia nerek i siatkówki . Aktywny biologicznie czynnik rekombinowany H został po raz pierwszy wyprodukowany w bioreaktorze mchu w 2011 roku. Enzym alfa-galaktozydaza może być teraz wytwarzany w bioreaktorach mchu przez Niemiecki Federalny Instytut Leków i Wyrobów Medycznych . Będzie testowany jako enzymatyczna terapia zastępcza w leczeniu choroby Fabry'ego . Badaniu klinicznym fazy 1 zakończono w 2017.

Zobacz też

Bibliografia

  1. ^ Hohe, A.; Reski, R. (2005). „Od kiełkowania aksenicznych zarodników do hodowli molekularnej: jedno stulecie kultury in vitro mszaków”. Raporty o komórkach roślinnych . 23 (8): 513–521. doi : 10.1007/s00299-004-0894-8 . PMID  15558285 .
  2. ^ Reutter, K.; Reski, R. (wrzesień 1996). „Wytwarzanie białka heterologicznego w hodowlach bioreaktorowych całkowicie zróżnicowanych roślin mchowych” (PDF) . Hodowla i biotechnologia tkanek roślinnych . 2 (3): 142–147. Zarchiwizowane z oryginału (PDF) w dniu 2011-10-04.
  3. ^ Hohe, A.; Reski, R. (czerwiec 2005). „Kontrola wzrostu i różnicowania kultur bioreaktorowych Physcomitrella przez parametry środowiskowe”. Hodowla komórek roślinnych, tkanek i narządów . 81 (3): 307–311. doi : 10.1007/s11240-004-6656-z .
  4. ^ Decker, EL; Reski, R. (kwiecień 2004). „Bioreaktor mchu”. Aktualna opinia w biologii roślin . 7 (2): 166–170. doi : 10.1016/j.pbi.2004.01.002 .
  5. ^ Strona główna greenovation GmbH, pokazująca różne rodzaje bioreaktorów mchu: [1] Zarchiwizowane 9 listopada 2011, w Wayback Maszynie
  6. ^ Decker, Eva L.; Reski, Ralf (2008). „Aktualne osiągnięcia w produkcji złożonych biofarmaceutyków z bioreaktorami mchowymi”. Inżynieria bioprocesów i biosystemów . 31 (1): 3-9. doi : 10.1007/s00449-007-0151-y . PMID  17701058 .
  7. ^ Baur, A.; Reski R.; Gorr, G. (2005). „Zwiększone odzyskiwanie wydzielanego rekombinowanego ludzkiego czynnika wzrostu za pomocą dodatków stabilizujących i przez koekspresję albuminy surowicy ludzkiej w mchu Physcomitrella patens” . Czasopismo Biotechnologii Roślin . 3 (3): 331-340. doi : 10.1111/j.1467-7652.2005.00127.x . PMID  17129315 .
  8. ^ Buttner-Mainik, A.; Parsons, J.; Jerome, H.; Hartmann, A.; Lamer, S.; Schaaf, A.; Schlosser, A.; Zipfel, PF; Reski, R.; Decker, EL (kwiecień 2011). „Produkcja biologicznie czynnego rekombinowanego ludzkiego czynnika H w Physcomitrella”. Czasopismo Biotechnologii Roślin . 9 (3): 373–383. doi : 10.1111/j.1467-7652.2010.00552.x . PMID  20723134 .
  9. ^ „Strona główna Greenovation: Zatwierdzenie rozpoczęcia badań klinicznych fazy I w Europie dla mchu-aGal (agalzydazy) produkowanej w Mossbioreaktorach” . Źródło 18 października 2015 .
  10. ^ Reski, Ralf; Pastor Juliana; Decker, Eva L. (październik 2015). „Farmaceutyki wytwarzane z mchu: od ławki do łóżka” . Czasopismo Biotechnologii Roślin . 13 (8): 1191–1198. doi : 10.1111/pbi.12401 . PMC  4736463 . PMID  26011014 .
  11. ^ Greenovation gelingt der Durchbruch Portal goingpublic zarchiwizowane 2018-01-11 w Wayback Machine