Con el rápido desarrollo de la biología molecular y la ingeniería genética vegetal, así como la integración cruzada de la medicina molecular y la agricultura moderna, el reactor biológico vegetal se ha convertido en el elemento central de la agricultura médica molecular.
01. reactor biológico vegetal
Los biorreactores vegetales se refieren a los metabolitos secundarios con valor medicinal o funciones importantes, como el uso de células o tejidos vegetales para producir vacunas, proteínas médicas, enzimas industriales y agrícolas, plásticos biodegradables, carbohidratos especiales y esteros.
La agricultura farmacéutica Molecular utiliza métodos de biología molecular e ingeniería genética para expresar y producir proteínas o péptidos recombinantes medicinales a través de reactores biológicos vegetales, cuyos procesos de producción cubren clonación genética, cultivo vegetal, almacenamiento y transporte, así como técnicas de extracción y purificación de proteínas.
La producción de anticuerpos, vacunas y alimentos funcionales utilizando reactores biológicos vegetales tiene ventajas únicas como escala, bajo costo, alta seguridad, ciclo corto y buen rendimiento del producto.
02. estrategia de optimización de reactores biológicos vegetales
Al regular la transcripción y la modificación de traducción de proteínas exógenas, se puede aumentar significativamente el rendimiento y la calidad de las proteínas exógenas. La introducción de promotores y potenciadores específicos de órganos, la optimización de codones, la "humanización" de la glicosilación, la inhibición del silencio genético y la inhibición de la proteasa pueden mejorar el rendimiento de los biorreactores vegetales.
1. optimización de promotores y potenciadores
El promotor es un elemento CIS que determina la interacción de los factores de transcripción con el dispositivo de transcripción básico, tiene una especificidad para la iniciación de la transcripción e interactúa con la ARN polimerasa para determinar el nivel de expresión génica. Los potenciadores son secuencias de ADN de entre 50 y 1.500 BP que se unen a factores de transcripción para potenciar la expresión del arnm del promotor objetivo y aumentar la actividad transcripcional de genes específicos.
Se seleccionaron promotores fuertes y potenciadores para incrustarse en las regiones no traducidas de los extremos 5 'y 3' de los arnm para mejorar la estabilidad y eficiencia de la traducción del arnm, lograr el plegado dirigido, la modificación posttranscripcional y la estabilización de las proteínas recombinantes, y finalmente mejorar el nivel y la estabilidad de la expresión de proteínas exógenas.
2. optimización de codon
La optimización de codones se refiere al uso de técnicas de ingeniería genética y preferencias de codones huéspedes basadas en características como la tándem de codones para ajustar los codones sinónimos de genes objetivo, eliminar los codones raros y optimizar parámetros relacionados como el orden base y la estructura secundaria del ácido ribonucleico mensajero. De esta manera, se logra el objetivo de mejorar la eficiencia de la traducción y la expresión de proteínas.
3. la "humanización" del proceso de Glicosilación
La Glicosilación es el tipo de modificación posttraduccional de proteínas más común y variado en las células eucariotas, que incluye principalmente la modificación n - glicosilada, la modificación o - glicosilada, la modificación C - glicosilada y la modificación de anclaje gpi. La Glicosilación juega un papel decisivo en el mantenimiento de la estabilidad de las proteínas, la conformación, la señalización celular, el reconocimiento y la Unión a otras moléculas o proteínas, entre otras. puede producir formas proteicas azucaradas con estructuras compatibles con el cuerpo humano.
4. inhibición del silencio genético
La realización del Transcriptoma completo en las células vegetales está determinada por la expresión génica y el silencio genético. El silencio genético es muy común en el crecimiento y desarrollo de organismos vivos, y sus vías suelen estar integradas por muchas redes de regulación de la expresión génica dentro de las células.
Los estudios han demostrado que una variedad de virus vegetales pueden codificar proteínas inhibidoras del silencio genético horizontal transcrito, interferir con el comportamiento de proteínas centrales como rdr1, rdr6 y sgs3, o inhibir eficazmente el corte de ARN de doble cadena y el ensamblaje de complejos de silencio risc. Resistir así el sistema de silencio genético del nivel transcripto del huésped y lograr una invasión exitosa del virus.
Además, algunos componentes clave de los procesos de control de calidad, procesamiento y degradación del ácido ribonucleico mensajero dentro de las células también son inhibidores de silencio transcripcional transgénica.
5. inhibición del proceso de proteasa
La proteasa suele estar presente en los organismos vivos y desempeña un papel vital en el crecimiento y desarrollo de los organismos vivos. El dominio extracelular plasmático es la principal región de degradación de proteínas exógenas, dominada principalmente por familias de proteasas de Serina como la serina, el ácido aspártico, la Cisteína y el ácido aspártico como la pepsina.
La degradación de proteínas exógenas afecta la calidad y el rendimiento de los productos y se ha convertido en el principal obstáculo para la industrialización de la agricultura molecular. la selección de inhibidores de proteasa dirigidos adecuados puede resolver eficazmente este problema.
03. aplicación de la medicina molecular en la agricultura
