مزايا وعيوب نظام التعبير عن العصيات

تم تطوير أنظمة تعبير مختلفة اليوم وهي راسخة تجاريًا جيدًا ، خاصة للحصول على البروتينات المؤتلفة. وتشمل أنظمة التعبير المستخدمة مزارع الثدييات والحشرات والإشريكية القولونية والبكتيريا. التعبير في العصيات هو النظام البارز الذي يتم استخدامه. كان فرديناند كوهن أول من وصف جنس Bacillus في عام 1872 وهو يضم عددًا كبيرًا من الأنواع البكتيرية موجبة الجرام مثل Bacillus subtilis و Bacillus anthracis و Bacillus megaterium و عصية.

Bacillus subtilis هي بكتيريا موجبة الجرام توجد بشكل شائع في التربة وتحتوي على غشاء واحد فقط مما يجعلها إطارًا مثاليًا لإفراز الجزيئات العضوية. Bacillus subtilis هو مضيف جذاب لإنتاج البروتين لأنه يمتلك القدرة على إفراز الإنزيمات خارج الخلية مباشرة في وسط المزرعة. كما أن لديها قدرة إفرازية كبيرة. تم استخدام Bacillus subtilis لتحسين نوعية وكمية البروتينات الأجنبية المفرزة مثل الإنترفيرون وهرمون النمو وعامل نمو البيبسين والبشرة. ومع ذلك ، فإن B. الرقيقة تنتج وتفرز مستويات عالية من البروتياز خارج الخلية الذي يحط من البروتينات الأجنبية المفرزة. تفتقر العصية أيضًا إلى النواقل المحفزة المنظمة جيدًا والتي تحد من التطبيق الواسع لـ B. نظام الرقيقة.

عصيات الجمرة الخبيثة هي بكتيريا تشكل بوغ إيجابي الجرام تعيش في التربة. عند دخوله إلى مضيف بشري ، يمكن أن يتكاثر بسرعة ويسبب الجمرة الخبيثة ، وهو مرض يشمل تويميا وتسمم الدم. من الأمثلة على الآثار السلبية لعصيات الجمرة الخبيثة استخدامها المحتمل في الحرب البيولوجية كما هو موضح في نظام البريد الأمريكي في عام 2001. توجد الكبسولة التي تحدد الجين والعوامل السامة المسؤولة عن الجمرة الخبيثة في اثنين من البلازميدات ، pXO1 و pXO2 ويتم تنشيط نسخ هذه الجينات بواسطة المنظم AtxA أثناء الخضري عمليه الضرب. ركزت الدراسات التي أجريت على عصيات الجمرة الخبيثة في المقام الأول على التعبير عن الجينات المرتبطة بأكثر عوامل الضراوة ، وهي سم الجمرة الخبيثة المكون من مستضدات واقية (PA). المستضد الوقائي لعصيات الجمرة الخبيثة هو العامل المناعي الوقائي الرئيسي في اللقاح البشري الحالي ضد الجمرة الخبيثة.

تعد Bacillus megaterium واحدة من أكبر العصيات الموجودة في التربة. تم العثور عليه في العديد من المنافذ البيئية لأنه ينمو في مجموعة متنوعة من إمدادات الكربون. ب. يوفر نظام التعبير megaterium أداة مرنة وسهلة التعامل لإنتاج بروتين مستقر وعالي الإنتاجية. هذا بسبب عدة أسباب. أولاً ، ب. megaterium لا يمتلك البروتياز القلوي مما يجعله استنساخًا جيدًا وتعبيرًا للبروتينات الأجنبية دون تدهور. ثانيًا ، تفرز البكتيريا بسهولة البروتينات في وسط النمو وثالثًا ، لا توجد سموم داخلية في جدار الخلية. ينتج إنزيمات متنوعة ، مثل الأميليز المستخدم في صناعات الخبز ، والبنسلين الأميداز المستخدم في صنع المضادات الحيوية.

تم استخدام Bacillus brevis بنجاح لإنتاج بروتينات غير متجانسة (بروتينات تختلف في التركيب). لم يتم إجراء الكثير من الدراسات حول العصية القصيرة ولكن من المعروف أنها تنتج بروتينات قابلة للذوبان ، وهي غير قابلة للذوبان عندما تنتجها بكتيريا E. نظام القولونية. وهو أيضًا مضيف آمن يسهل استزراعه وتعقيمه. العيب الرئيسي الذي يحد من استخدامه هو انخفاض إنتاجية البروتين.