Использование культур органов растений.

Особого внимания заслуживает использование для получения БАВ растительного происхождения культур органов растений. Хотя это направление известно более полувека, однако интерес к этим объектам как источникам биологически активных соединений появился относительно недавно. В качестве примеров можно привести культуру in vitro побегов Artemisia annua L., которая содержит небольшие количества антималярийного сесквитерпенового лактона артемизинина; культура побегов катарантуса розового (Catharanthus roseus (L.) G. Don) после регенерации корней накапливает небольшие количества винбластина.

В числе инноваций в биотехнологию растений следует отметить генетическую трансформацию растений с помощью диких штаммов почвенной бактерии Agrobacterium rhizogenes и последующего получения корней, способных к длительному росту на относительно простых питательных средах, не содержащих ростовых веществ [183, 184].

Оптимизация роста и синтеза целевого продукта в промышленных масштабах (биореакторах).

Первое в мире промышленное производство биомассы культур клеток осуществлено в СССР: еще в конце 1970-х годов на ряде заводов Главмикробиопрома было организовано производство биомассы культуры клеток женьшеня. На основе этой биомассы были созданы как медицинские препараты (настойка «Биожсньшснь»), так и косметические средства (шампунь «Диона», лосьон «Женьшеневый» и др.). В настоящее время из культуры клеток полисциаса производится нутрицевтик (пищевая добавка) «Витагмал». Показаны адаптогенные и антистрессовые свойства названного препарата. Особенно он эффективен для пренатальной (дородовой) безопасности и при постинфарктных состояниях.

За рубежом известны несколько примеров получения лекарственных препаратов на основе культур клеток высших растений [185]. Первое производство суспензионной культуры клеток воробейника осуществлено в Японии, где получают нафтохинон шиконин из этой культуры. Очень важный пример получение противоопухолевого препарата таксола на основе культуры клеток тиса (Taxus sp.), предпринятое фирмой «Фитон» (Германия).

Так как растения являются основным источником вторичных метаболитов, которые используются в качестве биокорректоров, ароматизаторов, отдушек, красителей, пищевых добавок и др., то в последние десятилетия культуры растительной клетки, тканей и органов представляют собой альтернативу для производства ценных вторичных метаболитов. Клетки, стебли, побеги, корни, «бородатые корни» и эмбрионы были успешно культивированы для крупномасштабного производства вторичных метаболитов [186-188]. Оптимизация методик, отбор высокопродуктивных клеточных линий, подбор физических факторов и элиситация привели к росту производства биологически активной продукции с высокой добавочной стоимостью, т. е. в промышленных масштабах. В последние годы было разработано несколько конфигураций биореакторов и успешно применено для выращивания растительных клеток и органов. Известны следующие примеры биореакторов: с механическим перемешиванием; воздушные и фотобиореакторы, которые были разработаны и используются для крупномасштабного культивирования водорослей, и грибов клеток высших растений. Для успешного выращивания клеток оптимизированы в промышленных масштабах такие параметры, как смешивание, подача кислорода и стрессовое воздействие. Различные режимы эксплуатации биореакторов, включая варианты с применением двухступенчатого культивирования и биосепарации внутриклеточных метаболитов, были предложены для более широкого и устойчивого получения конечного продукта - вторичных метаболитов. Совсем недавно, регулируя экспрессию регуляторных генов ряда ферментов, была повышена активность синтеза ряда метаболитов путем геномных и метаболомных генно-инженерных подходов [188-190].

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >