Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Бич Г. -> "Биотехнология. принципы и применение " -> 128

Биотехнология. принципы и применение - Бич Г.

Бич Г., Бест Д., Брайерли К., Кумбс Дж. Биотехнология. принципы и применение — М: Мир, 1988. — 480 c.
ISBN 5-03-000058-5
Скачать (прямая ссылка): biotehnologiyaprincipiiprimeneniya1988.djvu
Предыдущая << 1 .. 122 123 124 125 126 127 < 128 > 129 130 131 132 133 134 .. 210 >> Следующая

Turner Stafford D. A., Hughes D. E., Clarkson J. (1983). The
Reduction of
Three Plant Pathogens (Fusarium, Corynebacterium and Globodera) in
Anaerobic Digestion, Agric, Wastes, 6, 1-11. 1 ¦
Wheatley A. D., 1984. Biotechnology and Effluent Treatment. In:
Biotechnology and Genetic Engineering Reviews, Vol. I (ed. Russel G. E.),
pp. 261-310, Intercept Ltd., Newcastle-upon-Tyne.
Глава 7
Генетика и биотехнология
К. Харди, С. Оливер
7.1. Введение
При оптимизации любого промышленного процесса, протекающего с участием
живых организмов, основные усилия бывают направлены на улучшение их
генетически обусловленных свойств. Традиционно для повышения
продуктивности штаммов использовали мутагенез с последующим скринингом и
отбором подходящих вариантов. В "допастеровский период" отбор при
проведении наиболее "древних" процессов ферментации (например, в
пивоварении или сыроделии) осуществлялся, очевидно, бессознательно. В
последнее время для объединения желаемых свойств разных штаммов в одном
организме стали использовать гибридизацию.
Необходимой предпосылкой создания более продуктивных штаммов путем отбора
мутантов и рекомбинации является глубокое знание биохимии и физиологии
процесса ферментации. Нам нужна также информация о том, какие стадии
метаболизма являются лимитирующими, каковы термодинамические пределы
повышения выхода продукта. Обычно эффективность процесса удается поднять,
используя приемы как физиологии, так и генетики: при этом возможности
двух наук дополняют друг друга, а не противопоставляются.
Сегодня в этой области произошли явные перемены: если
раньше единственным используемым генетическим методом был отбор
улучшенных штаммов, то сегодня предлагаются совсем новые подходы,
основанные на технологии рекомбинантных ДНК (генетическая инженерия). С
их помощью путем ферментации можно получать новые виды продукции: белки и
пептиды человека, антигены вирусов. Надо сказать, что большой интерес к
биотехнологии в значительной мере обусловлен именно появлением
генетической инженерии. В этой главе мы рассмотрим, какое применение
могут найти методы модификации генетического материала как in vivo, так и
in vitro для разработки новых и модернизации существующих
биотехнологических процессов.
Генетика и биотехнология
297
7.2. Способы увеличения продуктивности штаммов
7.2.1. Мутагенез и отбор
В прошлом для увеличения продуктивности штаммов обычно использовали
мутагенез и отбор: именно таким путем удалось повысить выход
антибиотиков, синтезируемых грибами и акти-номицетами. Рис. 7.1
иллюстрирует применение этих методов для повышения выхода пенициллина.
Было последовательно отобрано свыше двадцати штаммов, продуцирующих все
больше пенициллина, и в конечном счете продуктивность увеличилась в 55
раз. Как в этом случае, так и во многих других прямого отбора не
происходило, поскольку не удавалось создать условия, при которых росли бы
только искомые штаммы. Вместо этого пришлось применять метод скрининга:
клетки, выжившие после воздействия больших доз мутагенов, размножали в
колбах на качалках, после чего в фильтратах культуральной среды
определяли количество антибиотика.
Скрининг требует много времени и напряженного труда. Часто штаммы, для
которых был получен большой выход при выращивании в колбах, оказывались
непродуктивными в условиях роста в ферментере большого объема. Нередко
успеху способствовало знание "секретов мастерства": так, оказывается, что
большая продуктивность обычно свойственна особым морфологическим
вариантам.
Скрининг с использованием чашек с агаром вместо колб на качалках
позволяет обследовать гораздо больше мутантов. Образование антибиотиков
или метаболитов нередко оценивается методом биопроб, когда в агар вводят
индикаторные организмы. Разработаны устройства для автоматического
скрининга чашек. В них используются механические приспособления для
инокуляции и производится периодическое фотографирование и последующий
компьютерный анализ изображений.
Можно создать особые условия, при которых мутанты с нужными свойствами не
растут. В этом случае применяется так называемый метод обогащения, когда
активно растущие клетки дикого типа погибают, а нерастущие мутантные
выживают. Так, например, пенициллин или нистатин вызывает гибель растущих
клеток бактерий или грибов соответственно. При работе с грибами
недостаток в среде инозитола приводит к автолизу растущих, но не
покоящихся клеток.
Наиболее подходящим способом является, конечно, прямой отбор, когда
создаются условия для роста только мутантных клеток. Этот подход
применялся для выделения штаммов - сверхпродуцентов некоторых
метаболитов, например аминокислот или цитрата. Обработанную мутагеном
культуру выращи-
- ' - -Penicrffiuirrtfirysegeimm -
NRRL-195i| cantaloupe isolate, Peoria, IL
Исходный штамм

Первый
новый
мутантный
штамм
NRRL-1951-B25
- р;
Х-1612
i UV Wis. Q-176
USDA Laboratory Peoria, IL
Carnegie Institute, NY, and University of Minnesota
Предыдущая << 1 .. 122 123 124 125 126 127 < 128 > 129 130 131 132 133 134 .. 210 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed