Биотехнология. принципы и применение - Бич Г.
ISBN 5-03-000058-5
Скачать (прямая ссылка):
¦
UV
Wis. B13-D10 (не пигменти-, рованный)
IS
'Wis. 47-638 "
Is
Wis. 47-1564
- Is
Wis. 48-701
| NM J ; 49-133 ¦
.1'
YVis.
|s '
Wis. 51-20 JuV E-1
_ |nm.. E-3 |NM F-4 ^ NM -E-6 | NM ¦E-8 | NM E-9 | NM ?-10 Jnm ?-12 •
|nm ?-13 | NM . ?-14 | NM E-15
Is
University of Wisconsin
Обозначения При получении каждого последующего штамма были использованы
следующие методы:
S - естественный отбор;
UV ' ультрафиолетовое облучение;
X * рентгеновское облучение;
обработка азотистым ипритом [метил-бис-(р-хлорэтил) -амином]
SA -обработка сарколизином
[ п-ди- (2-хлорэтил)-аминофенил-аланином]
Е.15.1
Последний штамм
А
Генетика и биотехнология
299
Б
100000 г I |
Годы
Рис. 7.1. А. Последовательный отбор штаммов, образующих все большее
количество пенициллина, с помощью генетических методов (Impacts of
Applied Genetics, Office of Technology Assessment, US Government Printing
Office, Washington DC, USA). Б. Иллюстрация тех изменений, которые
произойди в производстве пенициллина. Показано, как росла конечная
концентрация пенициллина в культуральной среде при его промышленном
производстве в период с 1940 по 1975 г.
вают в присутствии ингибитора (например, аналога аминокислоты) , в
результате него отбираютсй мутанты, преодолевающие нарушение обмена за
счет образования избытка желаемого соединения.
Отбор на чашках с агаром основан на том, что часть организмов отвечает
на- воздействие по принципу "всё или ничего". Колонии мутантов растут, а
диких клеток - нет. Однако при получении промышленных штаммов, особенно
предназначенных для использования в длительных процессах ферментации,
нередко стремятся получить для конкретных условий относительно небольшие
различия в скорости роста. В этом случае отбор происходит при непрерывном
культивировании. В хемостатах при длительном выращивании культура все
время находится в экспоненциальной фазе роста, и это позволяет выделять
даже те мутанты, у которых сродство к субстрату, удельная скорость роста
или устойчивость к токсическому действию высоких концентраций субстрата
или продукта лишь немного превышает исходный уровень.
300
Глава 7
7.2.2. Гибридизация путем скрещивания
Наиболее простой путь создания организмов с желаемым комплексом
генетически обусловленных признаков - это скрещивание штаммов,
принадлежащих к противоположным половым типам. Как про-, так и
эукариотические микроорганизмы скрещиваются при контакте клеток, и этот
процесс используется для получения рекомбинантов.
Конъюгация у бактерий
У бактерий половой процесс называют конъюгацией. Контакт между двумя
клетками осуществляется за счет образования длинного конъюгационного
мостика, который служит для переноса ДНК из одной клетки в другую.
Способность к формированию мостика закодирована во многих плазмидах (см.
далее); по нему они переносят свои гены, а в некоторых случаях и гены
клетки-хозяина в клетку-реципиент. Плазмиды, осуществляющие перенос генов
клетки-хозяина, обладают, таким образом, способностью к мобилизации
хромосом. У Escherichia coli такие F-плазмиды выступают в роли фактора
пола. Они способны мобилизовать хромосому не только Е. coli, но и
родственных энтеробактерий (Shigella, Klebsiella, Salmonella, Erwinia) и
поэтому могут использоваться для переноса генов между бактериями разных
родов. Некоторые плазмиды, выделенные из Pseudomonas aeruginosa, еще
более "неразборчивы". Так, плазмида R68.45 может переносить хромосомные
гены между видами Pseudomonas, в том числе и Pseudomonas putida, но кроме
этого, обладает способностью к мобилизации хромосом и таких родов, как
Rhizobium, Rhodopseudomonas, Azospiril-lum, Agrobacterium и Escherichia.
К числу наиболее широко используемых в промышленности микроорганизмов
относятся разнообразные виды Streptomy-ces: с их помощью получают более
60% разновидностей применяющихся сегодня антибиотиков. У этих организмов
хорошо развиты системы скрещивания, которые обнаружены и у их близких
родственников, видов Nocardia (они синтезируют антибиотики рифамицины).
Способность к конъюгации была открыта при изучении Streptomyces
coelicolor (этот вид применения в промышленности не нашел и используется
в лабораториях). В клетках этого организма было найдено два типа плазмид,
SCP1 и SCP2, несущих фактор пола. SCP2 продуцирует рекомбинантные формы с
очень высокой частотой. SCP1 по своим свойствам близка к F-плазмиде Е.
coli. Она может встраиваться в хромосому Streptomyces, а также включать
фрагменты хромосомной ДНК. Это довольно крупная плазмида (Afr =
Генетика и биотехнология
301
== 18 -106), несущая все шестнадцать генов, нужных для образования
антибиотика метиленомицина.
Многие используемые в промышленности виды Streptomy-¦ces, видимо, не
обладают собственной системой скрещивания, по у Streptomyces rimosus,
продуцента окситетрациклина, найдена плазмида SRP1, которая несет
активный фактор пола, и при скрещивании SRP1+XSRP1- рекомбинантные формы
образуются с частотой 10~4-10~3.
