(完整版)8转基因生物反应器

1、转基因生物反应器生物反应器（生物反应器（bioreactor）生物反应器：生物反应器：一般是指用于完成生物催化反应的装置，分为细胞反应器细胞反应器和酶反应器酶反应器。生物反应器生物反应器传统生物反应器传统生物反应器细胞反应器细胞反应器酶反应器酶反应器转基因生物反应器转基因生物反应器动物生物反应器动物生物反应器植物生物反应器植物生物反应器微生物生物反应器微生物生物反应器微生物反应器植物反应器动物反应器 (一一) 优点优点1可以利用发酵工程可以利用发酵工程技术大规模生产。技术大规模生产。2 胞外活性物质制备胞外活性物质制备容易。容易。 （二）不足（二）不足1哺乳动物或人类的哺乳动物或人类的基因往往

2、不能表达。基因往往不能表达。有些表达了，却没有有些表达了，却没有活性，需要进一步修活性，需要进一步修饰。饰。2真核生物蛋白质翻真核生物蛋白质翻译后加工的精确性有译后加工的精确性有限。限。3需要大型发酵设备需要大型发酵设备和车间。和车间。4细菌发酵常形成不细菌发酵常形成不溶聚合物，使下游加溶聚合物，使下游加工成本增加。工成本增加。 （一）优点（一）优点1可大规模可大规模种植种植，上游，上游生产成本较低。作为食生产成本较低。作为食物可省去下游加工步骤物可省去下游加工步骤。2转基因植物自交后可转基因植物自交后可得到稳定遗传的遗传性得到稳定遗传的遗传性状。状。3可利用植物可利用植物组织和细组织和细胞培

3、养技术实现大量胞培养技术实现大量制备。制备。 （二）不足（二）不足1植物种植受季节、植物种植受季节、环环境影响。境影响。2需专门的活性物质需专门的活性物质分分离离设备与技术。设备与技术。 3植物细胞培养需要发植物细胞培养需要发酵罐等设备和技术支持酵罐等设备和技术支持，成本较高。成本较高。 （一）优点（一）优点1易养殖，实现大规易养殖，实现大规模制备。模制备。2通过乳腺和血液制通过乳腺和血液制备活性物质简单易行备活性物质简单易行。3可以通过动物细胞可以通过动物细胞培养实现大量制备。培养实现大量制备。 （二）不足（二）不足1细胞培养需要昂贵细胞培养需要昂贵的培养基和设备。的培养基和设备。2转基因动

4、物制备成转基因动物制备成本昂贵。本昂贵。3转基因动物易产生转基因动物易产生一些伦理问题。一些伦理问题。转基因生物反应器转基因生物反应器genetically modified organism bioreactor, gmob 是指利用基因工程技术手段将外源基因转化到受体中进行是指利用基因工程技术手段将外源基因转化到受体中进行高效表达，从而获得具有重要应用价值的的表达产物的生高效表达，从而获得具有重要应用价值的的表达产物的生命系统。命系统。活的发酵罐活的发酵罐分子农场分子农场1 转基因动物反应器转基因动物反应器概念概念1：转基因动物反应器：转基因动物反应器是指从转基因动物体液或血液中收获目标产

5、物的生命系统。其原理是将编码活性蛋白的基因导入动物的受精卵或早期胚胎内，以制备转基因动物，并使外源基因在动物体内（乳汁、血液）进行高效表达，然后提取目的产物。概念概念2：一般把目的基因片段在器官或组织中表达的转基：一般把目的基因片段在器官或组织中表达的转基因动物叫动物生物反应器。因动物叫动物生物反应器。转基因动物反应器的种类转基因动物反应器的种类转基因动物转基因动物乳腺乳腺生物反应生物反应器器转基因动物转基因动物血液血液生物反应生物反应器器转基因动物转基因动物膀胱膀胱生物反应生物反应器器1.1 动物血液生物反应器动物血液生物反应器 外源基因在血液中表达的转基因动物叫外源基因在血液中表达的转基因

6、动物叫动物血液动物血液生物反应器。生物反应器。大家畜的血液容量较大大家畜的血液容量较大,利用动物血液利用动物血液生产某些蛋生产某些蛋白质或多肽等药物白质或多肽等药物己取得了一定进展。己取得了一定进展。外源基因编码产物可直接从外源基因编码产物可直接从血清血清中分离出来中分离出来,血细血细胞组分胞组分可通过裂解细胞获得。可通过裂解细胞获得。 1.2 动物膀胱生物反应器动物膀胱生物反应器外源基因在膀胱中表达的转基因动物生物反应器外源基因在膀胱中表达的转基因动物生物反应器,叫叫动物膀胱生物反应器。动物膀胱生物反应器。膀胱尿乳头顶端表面可表达一组尿血小板溶素的膜膀胱尿乳头顶端表面可表达一组尿血小板溶素的

7、膜蛋白蛋白,这种蛋白在膀胱中表达具有专一性这种蛋白在膀胱中表达具有专一性,而且它的而且它的基因是高度保守的基因是高度保守的,将外源基因插入将外源基因插入5端调控序列中端调控序列中,就可以指导外源基因在尿中表达。就可以指导外源基因在尿中表达。 1.3 动物乳腺生物反应器动物乳腺生物反应器动物乳腺生物反应器动物乳腺生物反应器利用哺乳动物乳腺特异性表达利用哺乳动物乳腺特异性表达的启动子元件构建转基因动物的启动子元件构建转基因动物, 指导外源基因在乳指导外源基因在乳腺中表达腺中表达, 并从转基因动物的乳液中获取重组蛋白。并从转基因动物的乳液中获取重组蛋白。乳汁中分泌人凝血因子乳汁中分泌人凝血因子ix的

8、转基因山羊的转基因山羊动物乳腺生物反应器的应用动物乳腺生物反应器的应用u高乳汁营养价值高乳汁营养价值u生产药用蛋白生产药用蛋白 l患有庞普病的婴儿体内一种可促进糖原质代谢的酶有缺陷。患有庞普病的婴儿体内一种可促进糖原质代谢的酶有缺陷。 荷兰研究人员培育出一种转基因兔，兔奶中表达这种酶，因此荷兰研究人员培育出一种转基因兔，兔奶中表达这种酶，因此饮用这种奶可以治疗这种疾病。饮用这种奶可以治疗这种疾病。 动物乳腺生物反应器存在的问题动物乳腺生物反应器存在的问题（1）外源基因在动物体内的位点整合问题）外源基因在动物体内的位点整合问题（2）乳蛋白基因表达组织特异性问题）乳蛋白基因表达组织特异性问题（3）

9、目的蛋白的翻译后修饰问题）目的蛋白的翻译后修饰问题（4）转基因表达产物的分离和纯化问题）转基因表达产物的分离和纯化问题（5）转基因的技术与方法问题）转基因的技术与方法问题 （6）伦理道德问题）伦理道德问题 2 转基因微生物生物反应器转基因微生物生物反应器最早的转基因生物反应器是通过最早的转基因生物反应器是通过原核生物原核生物来表达目的基因蛋白。目前市场上的基因来表达目的基因蛋白。目前市场上的基因工程药物绝大多数是采用这一方法。工程药物绝大多数是采用这一方法。微生物具有微生物具有结构简单、繁殖迅速、容易培结构简单、繁殖迅速、容易培养养等特点，而成为良好的转基因对象。等特点，而成为良好的转基因对象。 两大缺陷：两大缺陷： 一是细菌等微生物本身是低等生物，构建一是细菌等微生物本身是低等生物，构建好的哺乳动物或人类的基因导入后好的