Мох биореактор является фотобиореактором , используемым для выращивания и распространения из мха . Обычно он используется в молекулярном земледелии 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 .
Мох - очень бережливый фотоавтотрофный организм, который с начала 20 века содержится в лабораторных условиях для исследовательских целей. [1]
Первые биореакторы из мха для модельного организма Physcomitrella patens были разработаны в 1990-х годах для соответствия стандартам безопасности при работе с генетически модифицированными организмами и для получения достаточной биомассы для экспериментальных целей. [2]
Принцип работы [ править ]
Биореактор для мха используется для выращивания мха в суспензионной культуре в перемешиваемой и аэрированной жидкой среде. Культуру держат при освещении, поддерживая постоянную температуру и значение pH . Питательная среда -often в минимальной среде -contains все питательные вещества и минералы , необходимые для роста мха. [3]
Чтобы обеспечить максимальную скорость роста, мох удерживается на стадии протонемы путем непрерывного механического разрушения, например, с помощью вращающихся лезвий. [4] Когда плотность культуры достигает определенного порога, недостаток питательных веществ и возрастающая концентрация фитогормонов в среде запускает дифференциацию 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 может быть адаптирован к различным типам и размерам биореакторов. Камера культивирования может, например, состоять из колонны, трубы или сменных пластиковых пакетов. [5]
Производство биофармацевтических препаратов [ править ]
Различные биофармацевтические препараты уже производятся 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 соответствующего гена связаны с такими заболеваниями человека, как тяжелые заболевания почек и сетчатки . Биологически активный рекомбинантный фактор H был впервые получен в биореакторе из мха в 2011 году. [8] Фермент альфа-галактозидазатеперь разрешено производить в биореакторах из мха Федеральным институтом лекарственных средств и медицинского оборудования Германии . [9] [10] Он будет протестирован в качестве заместительной ферментной терапии при лечении болезни Фабри . Клиническое исследование фаза 1 была завершена в 2017 году [11]
См. Также [ править ]
- Биореактор водорослей
- Биореактор
- Молекулярное земледелие
- Фотобиореактор
- Physcomitrella patens
Ссылки [ править ]
- ^ Hohe, A .; Рески, Р. (2005). «От прорастания аксенических спор до молекулярного земледелия: один век культивирования мохообразных in vitro». Отчеты о растительных клетках . 23 (8): 513–521. DOI : 10.1007 / s00299-004-0894-8 . PMID 15558285 .
- ^ Reutter, K .; Рески, Р. (сентябрь 1996 г.). «Производство гетерологичного белка в биореакторных культурах полностью дифференцированных растений мха» (PDF) . Культура тканей растений и биотехнология . 2 (3): 142–147. Архивировано из оригинального (PDF) 04.10.2011.
- ^ Hohe, A .; 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. DOI : 10.1007 / s11240-004-6656-Z .
- ^ Decker, EL; Рески, Р. (апрель 2004 г.). «Моховой биореактор». Текущее мнение в биологии растений . 7 (2): 166–170. DOI : 10.1016 / j.pbi.2004.01.002 .
- ^ Главные из greenovation GmbH, показывая различные виды мха биореакторов: [1] архивация 9 ноября 2011 года, в Wayback Machine
- ↑ Decker, Eva L .; Рески, Ральф (2008). «Современные достижения в производстве сложных биофармацевтических препаратов с биореакторами из мха». Биопроцессы и инженерия биосистем . 31 (1): 3–9. DOI : 10.1007 / s00449-007-0151-у . PMID 17701058 .
- ^ Баур, А .; Рески, Р .; Горр, Г. (2005). «Повышенное восстановление секретируемого рекомбинантного фактора роста человека с использованием стабилизирующих добавок и совместной экспрессии человеческого сывороточного альбумина в мхе Physcomitrella patens» . Журнал биотехнологии растений . 3 (3): 331–340. DOI : 10.1111 / j.1467-7652.2005.00127.x . PMID 17129315 .
- ^ Büttner-Mainik, A .; Parsons, J .; Jérôme, H .; Hartmann, A .; Lamer, S .; Schaaf, A .; Schlosser, A .; Zipfel, PF; Рески, Р .; Декер, Э.Л. (апрель 2011 г.). «Производство биологически активного рекомбинантного человеческого фактора H в Physcomitrella». Журнал биотехнологии растений . 9 (3): 373–383. DOI : 10.1111 / j.1467-7652.2010.00552.x . PMID 20723134 .
- ^ «Домашняя страница Greenovation: разрешение на начало фазы I клинических испытаний в Европе для moss-aGal (агалсидазы), произведенного в Mossbioreactors» . Проверено 18 октября 2015 года .
- ^ Рески, Ральф; Парсонс, Джулиана; Деккер, Ева Л. (октябрь 2015 г.). «Фармацевтические препараты на основе мха: от лавки до постели» . Журнал биотехнологии растений . 13 (8): 1191–1198. DOI : 10.1111 / pbi.12401 . PMC 4736463 . PMID 26011014 .
- ^ Greenovation gelingt дер Durchbruch Портал goingpublic Архивированные 2018-01-11 в Wayback Machine
