Биотехнология. принципы и применение - Бич Г.
ISBN 5-03-000058-5
Скачать (прямая ссылка):
Главной областью применения "самоклонирования", видимо, может стать
направленный мутагенез. При обычном методе получения новых штаммов с
помощью мутагенеза и отбора действию мутагена подвергается весь геном
организма-продуцента. При этом, естественно, не гарантируется, что
полезные мутации произойдут именно в интересующих нас генах. Мутируют
также и другие гены, и некоторые из таких мутаций неблагоприятно повлияют
на жизнеспособность организма-продуцента. Если же провести клонирование
нужных генов, то их обработку мутагеном можно провести in vitro, а затем
вернуть эти гены в организм. Это гарантирует получение только желаемых
мутаций.
Основой развития фармацевтической промышленности до недавнего времени был
скрининг микроорганизмов и синтетических химических веществ. Появление
новейших методов химического синтеза генов, возможно, позволит пойти
другим путем: конструирования случайных нуклеотидных последовательностей,
их клонирования и оценки биологической активности соответствующих белков
и пептидов. Хотя занятие это можно уподобить написанию сонета Шекспира
группой печатающих
21-1344
322
Глава 7
(a) GDH. HVfb- Е. coli
2-Оксоглутарат + NH4 + NAD(P)H
Г лутзмзт дегидрогеназа
Глутамат + NAD(P)+
(б) GOGAT-путь- Methylophilus NH4 + АТР
Глутамат
Глутамат + NAD{P)+
ADP + Р;
Глутамин
2-Оксоглутарат + NAD(P)H
Б
Лизогенизация донорного штамма gdh* Е. coli транспозоном RP4 Ми
I
Скрещивание с реципиентным штаммом gdh' Е. coli и отбор gdh* -
рекомбинантов'
Выделение плазмид RP4 gdh
I
Субклонирование гена gdh в рТВ70-плазмидном векторе, способном
экспрессироваться и реплицироваться в Methylophilus
\
Перенос рТВ70 gdh в Methylophilus с помощью конъюгации при участииRP4
Выключение GOGAT-пути у Methylophilus с помощью мутагенеза? при этом весь
аммиак ассимилируется при участии фермента глутаматдегидрогеназы,
кодируемого геном gdhE. coli
Рис. 7.7. Увеличение эффективности ассимиляции азота бактериями
Methylophilus methylotrophus, используемыми для получения БОО. А. Пути
ассимиляции аммиака у бактерий. Путь (а) эффективнее, чем (б), так как в
кем не потребляется АТР. Б. Клонирование гена gdh Е. coli (гена
глутаматдегидрогеназы) и его введение в Methylophilus.
на машинке обезьян, случайная крупная находка поможет убедиться, что и
такой стратегией поиска не следует пренебрегать.
Генетика и биотехнология
323
7.5. Итоги и перспективы
Новые разработки в области генетической теории и технологии послужили
основой для создания целого арсенала методов получения новых штаммов и
путей модернизации технологических процессов. Хорошо освоенные мутагенез
и отбор будут использоваться и далее, но специфичность этого метода
станет гораздо выше благодаря введению мутаций в клонированные гены in
vitro. Усовершенствования оборудования и способов контроля за работой
ферментеров существенно облегчат постоянный отбор, нацеленный на
улучшение количественных характеристик организма-продуцента.
Определяющую роль в развитии генетики клеток растений и млекопитающих
должно сыграть внедрение метода слияния клеток. Уже сегодня важные
средства диагностики - моноклональные антитела - получают с помощью линий
клеток-гибри-дом; возможно, они внесут свой вклад и в развитие терапии.
Обычным способом скрещивания у видов Streptomyces стало слияние
протопластов, но при работе с грибами этот метод имеет пока
второстепенное значение. Открытие межъядерного переноса генов у грибов
позволит более сознательно использовать метод слияния протопластов. Есть
основания считать, что генетическая инженерия привнесет важные изменения
в медицину и сельское хозяйство, и в немалой степени потому, что
технология рекомбинантных ДНК позволит нам глубже понять главные
молекулярно-биологические особенности клеток растений и животных. Этот
подход уже позволяет получать информацию о процессах, лежащих в основе
таких сложных для лечения болезней, как малярия и болезнь Чагаса.
С помощью методов генетической инженерии можно будет получать продукты,
которые не могли ранее применяться из-за того, что выделять их из тканей
животных было сложно и дорого. К числу их относятся интерфероны. В
клиниках сейчас очень широко изучается эффективность синтезируемых
бактериями интерферонов при лечении вирусных заболеваний и разных форм
рака. С внедрением биотехнологических подходов существенно снизится
стоимость уже используемых медицинских -средств, а инсулин человека,
образуемый бактериями или дрожжами, со временем, вероятно, заменит
инсулин свиньи (гл. 8).
Генетические свойства многих промышленных микроорганизмов изучены еще
очень слабо. Нередко тому есть объективные причины, например отсутствие у
них пола. Новые методы генетики позволят быстрее и на более рациональной
основе улучшать такие штаммы.
21*
324
Глава 7
ЛИТЕРАТУРА
Beggs J. D., 1981. Gene cloning in yeast. In: Genetic Engineering, Vol. 2
(edL Williamson R.), pp. 175-203, Academic Press, London.
Bolivar F., Rodriguez R. L" Greene P. J., Betlach М. C., Heynecker H. L"
