პროტეინი ყველა ორგანიზმის აუცილებელი კომპონენტია. მისი თითოეული მოლეკულა შედგება ერთი ან მეტი პოლიპეპტიდური ჯაჭვისგან, რომელიც შედგება ამინომჟავებისგან. მიუხედავად იმისა, რომ სიცოცხლისთვის საჭირო ინფორმაცია დაშიფრულია დნმ-ში ან რნმ-ში, რეკომბინანტული ცილები ასრულებენ ორგანიზმებში ბიოლოგიური ფუნქციების ფართო სპექტრს, მათ შორის ფერმენტული კატალიზი, დაცვა, მხარდაჭერა, მოძრაობა და რეგულირება. ორგანიზმში მათი ფუნქციების მიხედვით, ეს ნივთიერებები შეიძლება დაიყოს სხვადასხვა კატეგორიად, როგორიცაა ანტისხეულები, ფერმენტები, სტრუქტურული კომპონენტი. მათი მნიშვნელოვანი ფუნქციებიდან გამომდინარე, ასეთი ნაერთები ინტენსიურად იქნა შესწავლილი და ფართოდ გამოყენებული.
წარსულში რეკომბინანტული ცილის მიღების მთავარი გზა იყო მისი იზოლირება ბუნებრივი წყაროდან, რაც ჩვეულებრივ არაეფექტური და შრომატევადია. ბიოლოგიურ მოლეკულურ ტექნოლოგიაში ბოლოდროინდელმა მიღწევებმა შესაძლებელი გახადა დნმ-ის კლონირება, რომელიც აკოდირებს ნივთიერებების სპეციფიკურ კომპლექტს ექსპრესიულ ვექტორად ისეთი ნივთიერებებისთვის, როგორიცაა ბაქტერიები, საფუარი, მწერების უჯრედები და ძუძუმწოვრების უჯრედები..
უბრალოდ რომ ვთქვათ, რეკომბინანტული ცილები ეგზოგენური დნმ პროდუქტებით ითარგმნებაცოცხალი უჯრედები. მათი მიღება ჩვეულებრივ მოიცავს ორ ძირითად ნაბიჯს:
- მოლეკულის კლონირება.
- პროტეინის გამოხატულება.
ამჟამად ასეთი სტრუქტურის წარმოება მედიცინასა და ბიოლოგიაში გამოყენებული ერთ-ერთი ყველაზე ძლიერი მეთოდია. კომპოზიციას ფართო გამოყენება აქვს კვლევებსა და ბიოტექნოლოგიაში.
სამედიცინო მიმართულება
რეკომბინანტული ცილები უზრუნველყოფს მნიშვნელოვან მკურნალობას სხვადასხვა დაავადებისთვის, როგორიცაა დიაბეტი, კიბო, ინფექციური დაავადებები, ჰემოფილია და ანემია. ასეთი ნივთიერებების ტიპიური ფორმულირებები მოიცავს ანტისხეულებს, ჰორმონებს, ინტერლეიკინებს, ფერმენტებს და ანტიკოაგულანტებს. თერაპიული გამოყენებისთვის რეკომბინანტული ფორმულირებების მზარდი საჭიროებაა. ისინი საშუალებას გაძლევთ გააფართოვოთ მკურნალობის მეთოდები.
გენეტიკურად ინჟინერირებული რეკომბინანტული პროტეინები თამაშობენ მთავარ როლს თერაპიული წამლების ბაზარზე. ძუძუმწოვრების უჯრედები ამჟამად აწარმოებენ ყველაზე თერაპიულ აგენტებს, რადგან მათ ფორმულირებებს შეუძლიათ მაღალი ხარისხის, ბუნებრივი ნივთიერებების წარმოქმნა. გარდა ამისა, მრავალი დამტკიცებული რეკომბინანტული თერაპიული ცილა იწარმოება E. coli-ში კარგი გენეტიკის, სწრაფი ზრდისა და მაღალი პროდუქტიულობის გამო. ასევე დადებითად მოქმედებს ამ ნივთიერებაზე დაფუძნებული წამლების განვითარებაზე.
კვლევა
რეკომბინანტული ცილების მიღება ეფუძნება სხვადასხვა მეთოდებს. ნივთიერებები ხელს უწყობს სხეულის ძირითადი და ფუნდამენტური პრინციპების გარკვევას. ეს მოლეკულები შეიძლება გამოყენებულ იქნას იდენტიფიკაციისა და დასადგენადნივთიერების მდებარეობა, რომელიც კოდირებულია კონკრეტული გენით, და გამოავლინოს სხვა გენების ფუნქციები სხვადასხვა უჯრედულ აქტივობებში, როგორიცაა უჯრედის სიგნალიზაცია, მეტაბოლიზმი, ზრდა, რეპლიკაცია და სიკვდილი, სტატიაში განხილული ნაერთების ტრანსკრიფცია, ტრანსლაცია და მოდიფიკაცია.
ამგვარად, დაკვირვებული შემადგენლობა ხშირად გამოიყენება მოლეკულურ ბიოლოგიაში, უჯრედულ ბიოლოგიაში, ბიოქიმიაში, სტრუქტურულ და ბიოფიზიკურ კვლევებში და მეცნიერების ბევრ სხვა დარგში. ამავდროულად, რეკომბინანტული ცილების მიღება საერთაშორისო პრაქტიკაა.
ასეთი ნაერთები სასარგებლო ინსტრუმენტებია უჯრედშორისი ურთიერთქმედებების გასაგებად. მათ ეფექტურობა დაამტკიცა რამდენიმე ლაბორატორიულ მეთოდში, როგორიცაა ELISA და იმუნოჰისტოქიმია (IHC). რეკომბინანტული ცილები შეიძლება გამოყენებულ იქნას ფერმენტების ანალიზის შესაქმნელად. როდესაც გამოიყენება წყვილ შესაბამის ანტისხეულებთან ერთად, უჯრედები შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც ახალი ტექნოლოგიების სტანდარტები.
ბიოტექნოლოგია
რეკომბინანტული ცილები, რომლებიც შეიცავს ამინომჟავების თანმიმდევრობას, ასევე გამოიყენება მრეწველობაში, საკვების წარმოებაში, სოფლის მეურნეობაში და ბიოინჟინერიაში. მაგალითად, მეცხოველეობაში ფერმენტები შეიძლება დაემატოს საკვებს საკვების ინგრედიენტების კვებითი ღირებულების გაზრდის, ხარჯების და ნარჩენების შესამცირებლად, ცხოველთა ნაწლავების ჯანმრთელობის მხარდასაჭერად, პროდუქტიულობის გასაუმჯობესებლად და გარემოს გასაუმჯობესებლად.
გარდა ამისა, რძემჟავა ბაქტერიები (LAB) დიდი ხნის განმავლობაშიგამოიყენებოდა ფერმენტირებული საკვების დასამზადებლად და ახლახან LAB შეიქმნა ამინომჟავების შემცველი რეკომბინანტული ცილების გამოხატვისთვის, რომელიც შეიძლება ფართოდ იქნას გამოყენებული, მაგალითად, ადამიანის, ცხოველისა და საკვების მონელების გასაუმჯობესებლად.
თუმცა, ამ ნივთიერებებს ასევე აქვთ შეზღუდვები:
- ზოგიერთ შემთხვევაში, რეკომბინანტული ცილების წარმოება რთული, ძვირადღირებული და შრომატევადია.
- უჯრედებში წარმოქმნილი ნივთიერებები შეიძლება არ ემთხვეოდეს ბუნებრივ ფორმებს. ამ განსხვავებას შეუძლია შეამციროს თერაპიული რეკომბინანტული ცილების ეფექტურობა და გამოიწვიოს გვერდითი მოვლენებიც კი. გარდა ამისა, ამ განსხვავებამ შეიძლება გავლენა მოახდინოს ექსპერიმენტების შედეგებზე.
- ყველა რეკომბინანტული პრეპარატის მთავარი პრობლემა არის იმუნოგენურობა. ყველა ბიოტექნოლოგიურ პროდუქტს შეუძლია აჩვენოს იმუნოგენურობის გარკვეული ფორმა. ახალი თერაპიული ცილების უსაფრთხოების პროგნოზირება რთულია.
ზოგადად, ბიოტექნოლოგიის მიღწევებმა გაზარდა და ხელი შეუწყო რეკომბინანტული ცილების წარმოებას სხვადასხვა გამოყენებისთვის. მიუხედავად იმისა, რომ მათ ჯერ კიდევ აქვთ გარკვეული ნაკლოვანებები, ნივთიერებები მნიშვნელოვანია მედიცინაში, კვლევასა და ბიოტექნოლოგიაში.
დაავადების ბმული
რეკომბინანტული ცილა არ არის საზიანო ადამიანისთვის. ეს არის მხოლოდ მთლიანი მოლეკულის განუყოფელი ნაწილი კონკრეტული წამლის ან კვების ელემენტის შემუშავებაში. ბევრმა სამედიცინო კვლევამ აჩვენა, რომ FGFBP3 პროტეინის (შემოკლებით BP3) იძულებითი გამოხატვა მსუქანი თაგვების ლაბორატორიულ შტამში აჩვენა მათი სხეულის ცხიმის მნიშვნელოვანი შემცირება.მასა, გამოყენების გენეტიკური მიდრეკილების მიუხედავად.
ამ კვლევების შედეგები აჩვენებს, რომ FGFBP3 პროტეინმა შეიძლება შესთავაზოს ახალი თერაპია მეტაბოლურ სინდრომთან დაკავშირებული დარღვევებისთვის, როგორიცაა ტიპი 2 დიაბეტი და ცხიმოვანი ღვიძლის დაავადება. მაგრამ იმის გამო, რომ BP3 არის ბუნებრივი ცილა და არა ხელოვნური პრეპარატი, ადამიანის რეკომბინანტული BP3 კლინიკური კვლევები შეიძლება დაიწყოს პრეკლინიკური კვლევების ბოლო რაუნდის შემდეგ. ანუ, არსებობს მიზეზები, რომლებიც დაკავშირებულია ასეთი კვლევების ჩატარების უსაფრთხოებასთან. რეკომბინანტული ცილა არ არის საზიანო ადამიანისთვის მისი ეტაპობრივი დამუშავებისა და გაწმენდის გამო. ცვლილებები ხდება მოლეკულურ დონეზეც.
PD-L2, იმუნოთერაპიის ერთ-ერთი მთავარი მოთამაშე, ნომინირებული იყო 2018 წლის ნობელის პრემიაზე ფიზიოლოგიასა და მედიცინაში. ამ ნაშრომმა, რომელიც დაიწყო პროფესორ ჯეიმს პ. ალისონმა აშშ-დან და პროფესორი ტასუკუ ჰონჯომ იაპონიიდან, განაპირობა ისეთი სიმსივნეების მკურნალობა, როგორიცაა მელანომა, ფილტვის კიბო და სხვა, საკონტროლო პუნქტის იმუნოთერაპიის საფუძველზე. ცოტა ხნის წინ, AMSBIO-მ თავის იმუნოთერაპიის ხაზს დაამატა მთავარი ახალი პროდუქტი, PD-L2/TCR აქტივატორი - CHO რეკომბინანტული უჯრედის ხაზი.
კონცეფციის დადასტურების ექსპერიმენტებში, ბირმინგემის ალაბამას უნივერსიტეტის მკვლევარები, მედიცინის დოქტორი ჰ. ლონგ ჟენგი, პროფესორი რობერტ ბ. ადამსი და ლაბორატორიული მედიცინის დირექტორი, პათოლოგიის დეპარტამენტი, UAB სკოლა. მედიცინამ ხაზი გაუსვა პოტენციურ თერაპიას იშვიათი, მაგრამ ფატალური სისხლდენის აშლილობის, TTP.
ამის შედეგებიკვლევებმა პირველად აჩვენა, რომ rADAMTS13-ით დატვირთული თრომბოციტების ტრანსფუზია შეიძლება იყოს ახალი და პოტენციურად ეფექტური თერაპიული მიდგომა არტერიული თრომბოზისთვის, რომელიც დაკავშირებულია თანდაყოლილ და იმუნური შუამავლობით TTP-თან.
რეკომბინანტული ცილა არის არა მხოლოდ მკვებავი ნივთიერება, არამედ პრეპარატი შემუშავებული პრეპარატის შემადგენლობაში. ეს მხოლოდ რამდენიმე სფეროა, რომელიც ახლა ჩართულია მედიცინაში და დაკავშირებულია მისი ყველა სტრუქტურული ელემენტის შესწავლასთან. როგორც საერთაშორისო პრაქტიკა აჩვენებს, ნივთიერების სტრუქტურა მოლეკულურ დონეზე შესაძლებელს ხდის ადამიანის ორგანიზმში არსებულ ბევრ სერიოზულ პრობლემას.
ვაქცინის შემუშავება
რეკომბინანტული ცილა არის მოლეკულების სპეციფიკური ნაკრები, რომლის მოდელირებაც შესაძლებელია. მსგავსი თვისება გამოიყენება ვაქცინების შემუშავებაში. ედინბურგის უნივერსიტეტისა და პირბრაიტის ინსტიტუტის მკვლევარებმა განაცხადეს, რომ ვაქცინაციის ახალ სტრატეგიას, რომელიც ასევე ცნობილია როგორც სპეციალური რეკომბინანტული ვირუსის ინექციის გამოყენებას, შეუძლია დაიცვას რისკის ქვეშ მყოფი მილიონობით ქათამი სერიოზული რესპირატორული დაავადებისგან. ეს ვაქცინები იყენებენ ვირუსის ან ბაქტერიის უვნებელ ან სუსტ ვერსიებს მიკრობების ორგანიზმის უჯრედებში შესატანად. ამ შემთხვევაში, ექსპერტებმა გამოიყენეს რეკომბინანტული ვირუსები სხვადასხვა მწვერვალებით ცილებით, როგორც ვაქცინა, რათა შეექმნათ უვნებელი ვირუსის ორი ვერსია. ამ კავშირის გარშემო მრავალი განსხვავებული წამალია აგებული.
რეკომბინანტული ცილის სავაჭრო სახელები და ანალოგები შემდეგია:
- "ფორტელიზინი".
- "ზალტრაპი".
- "ეილეა".
ეს ძირითადად კიბოს საწინააღმდეგო საშუალებებია, მაგრამ არსებობს მკურნალობის სხვა სფეროები, რომლებიც დაკავშირებულია ამ აქტიურ ნივთიერებასთან.
ახალი ვაქცინა, რომელსაც ასევე უწოდებენ LASSARAB, რომელიც შექმნილია ადამიანების დასაცავად როგორც ლასას ცხელებისგან, ასევე ცოფისგან, აჩვენა იმედისმომცემი შედეგები პრეკლინიკურ კვლევებში, ნათქვამია ახალ კვლევაში, რომელიც გამოქვეყნდა სამეცნიერო ჟურნალში Nature Communications. ინაქტივირებული რეკომბინანტული ვაქცინის კანდიდატი იყენებს ცოფის დასუსტებულ ვირუსს.
მკვლევარმა ჯგუფმა ჩასვა ლასას ვირუსის გენეტიკური მასალა ცოფის ვირუსის ვექტორში, რათა ვაქცინამ გამოხატოს ზედაპირული ცილები ლასას და ცოფის უჯრედებში. ეს ზედაპირული ნაერთები იწვევს იმუნურ პასუხს ინფექციური აგენტების მიმართ. შემდეგ ეს ვაქცინა ინაქტივირებული იყო ცოცხალი ცოფის ვირუსის "გასანადგურებლად", რომელიც გამოიყენებოდა მატარებლის შესაქმნელად.
მიღების მეთოდები
არსებობს ნივთიერების წარმოების რამდენიმე სისტემა. რეკომბინანტული ცილის მიღების ზოგადი მეთოდი ეფუძნება სინთეზიდან ბიოლოგიური მასალის მიღებას. მაგრამ არსებობს სხვა გზები.
ამჟამად არსებობს გამოხატვის ხუთი ძირითადი სისტემა:
- E. coli გამოხატვის სისტემა.
- საფუარი გამოხატვის სისტემა.
- მწერების უჯრედების გამოხატვის სისტემა.
- ძუძუმწოვრების უჯრედების გამოხატვის სისტემა.
- უჯრედოვანი ცილის გამოხატვის სისტემა.
ეს უკანასკნელი ვარიანტი განსაკუთრებით შესაფერისია ტრანსმემბრანული ცილების ექსპრესიისთვისდა ტოქსიკური ნაერთები. ბოლო წლების განმავლობაში, ნივთიერებები, რომლებიც ძნელია გამოხატული ჩვეულებრივი უჯრედშიდა მეთოდებით, წარმატებით იქნა ინტეგრირებული უჯრედებში in vitro. ბელორუსიაში ფართოდ გამოიყენება რეკომბინანტული ცილების წარმოება. ამ საკითხთან დაკავშირებით არაერთი სახელმწიფო საწარმოა დაკავებული.
Cell Free Protein Synthesis System არის სწრაფი და ეფექტური მეთოდი სამიზნე ნივთიერებების სინთეზისთვის სხვადასხვა სუბსტრატებისა და ენერგეტიკული ნაერთების დამატებით, რომლებიც აუცილებელია ტრანსკრიფციისა და ტრანსლაციისთვის უჯრედული ექსტრაქტების ფერმენტულ სისტემაში. ბოლო წლებში თანდათან გამოჩნდა უჯრედებისგან თავისუფალი მეთოდების უპირატესობა ისეთი ნივთიერებებისთვის, როგორიცაა რთული, ტოქსიკური მემბრანები, რაც აჩვენებს მათ პოტენციურ გამოყენებას ბიოფარმაცევტულ სფეროში.
უჯრედულ ტექნოლოგიას შეუძლია ადვილად და კონტროლირებადი გზით დაამატოს სხვადასხვა სახის არაბუნებრივად წარმოქმნილი ამინომჟავები, რათა მიაღწიოს რთული მოდიფიკაციის პროცესებს, რომლებიც ძნელია გადაჭრას ჩვეულებრივი რეკომბინანტული გამოხატვის შემდეგ. ასეთ მეთოდებს აქვთ გამოყენების მაღალი ღირებულება და პოტენციალი წამლის მიწოდებისა და ვაქცინის შესაქმნელად ვირუსის მსგავსი ნაწილაკების გამოყენებით. მემბრანული ცილების დიდი რაოდენობა წარმატებით იქნა გამოხატული თავისუფალ უჯრედებში.
კომპოზიციების გამოხატვა
რეკომბინანტული ცილა CFP10-ESAT 6 იწარმოება და გამოიყენება ვაქცინების შესაქმნელად. ასეთი ტუბერკულოზის ალერგენი საშუალებას გაძლევთ გააძლიეროთ იმუნური სისტემა და განავითაროთ ანტისხეულები. ზოგადად, მოლეკულური კვლევები მოიცავს ცილის ნებისმიერი ასპექტის შესწავლას, როგორიცაა სტრუქტურა, ფუნქცია, ცვლილებები, ლოკალიზაცია ან ურთიერთქმედება. Შეისწავლონროგორ არეგულირებენ სპეციფიკური ნივთიერებები შიდა პროცესებს, მკვლევარები, როგორც წესი, საჭიროებენ საშუალებებს საინტერესო და სასარგებლო ფუნქციური ნაერთების წარმოებისთვის.
ცილების ზომისა და სირთულის გათვალისწინებით, ქიმიური სინთეზი არ არის ეფექტური ვარიანტი ამ მცდელობისთვის. ამის ნაცვლად, ცოცხალი უჯრედები და მათი ფიჭური აპარატურა ჩვეულებრივ გამოიყენება როგორც ქარხნები მოცემული გენეტიკური შაბლონების საფუძველზე ნივთიერებების შესაქმნელად და ასაგებად. რეკომბინანტული ცილის ექსპრესიის სისტემა შემდეგ წარმოქმნის საჭირო სტრუქტურას წამლის შესაქმნელად. შემდეგ მოდის სხვადასხვა კატეგორიის წამლებისთვის საჭირო მასალის შერჩევა.
ცილებისგან განსხვავებით, დნმ ადვილად აშენდება სინთეზურად ან ინ ვიტროში კარგად დამკვიდრებული რეკომბინანტული ტექნიკის გამოყენებით. აქედან გამომდინარე, კონკრეტული გენების დნმ-ის შაბლონები, დამატებული რეპორტიორის თანმიმდევრობით ან მის გარეშე, შეიძლება შეიქმნას როგორც შაბლონები მონიტორინგის ქვეშ მყოფი ნივთიერების გამოხატვისთვის. ასეთი დნმ-ის შაბლონებიდან მიღებულ ასეთ ნაერთებს უწოდებენ რეკომბინანტულ ცილებს.
სუბსტანციის გამოხატვის ტრადიციული სტრატეგიები მოიცავს უჯრედების ტრანსფექტირებას დნმ-ის ვექტორით, რომელიც შეიცავს შაბლონს და შემდეგ უჯრედების კულტივირებას სასურველი ცილის გადასაწერად და თარგმნისთვის. როგორც წესი, უჯრედები შემდეგ ლიზდება გამოხატული ნაერთის გამოსაყვანად შემდგომი გაწმენდისთვის. რეკომბინანტული ცილა CFP10-ESAT6 მუშავდება ამ გზით და გადის გაწმენდის სისტემაში შესაძლოტოქსინების ფორმირება. მხოლოდ ამის შემდეგ ხდება მისი სინთეზირება ვაქცინაში.
მოლეკულური ნივთიერებების ორივე პროკარიოტული და ევკარიოტული გამოხატვის სისტემა in vivo ფართოდ გამოიყენება. სისტემის არჩევანი დამოკიდებულია ცილის ტიპზე, ფუნქციური აქტივობის მოთხოვნაზე და სასურველ მოსავალზე. გამოხატვის ეს სისტემები მოიცავს ძუძუმწოვრებს, მწერებს, საფუარებს, ბაქტერიებს, წყალმცენარეებს და უჯრედებს. თითოეულ სისტემას აქვს თავისი უპირატესობები და გამოწვევები და კონკრეტული განაცხადისთვის სწორი სისტემის არჩევა მნიშვნელოვანია განხილული ნივთიერების წარმატებული გამოხატვისთვის.
გამოხატვა ძუძუმწოვრებისგან
რეკომბინანტული ცილების გამოყენება სხვადასხვა დონის ვაქცინებისა და მედიკამენტების შემუშავების საშუალებას იძლევა. ამისათვის შეიძლება გამოყენებულ იქნას ნივთიერების მიღების ეს მეთოდი. ძუძუმწოვრების გამოხატვის სისტემები შეიძლება გამოყენებულ იქნას ცხოველთა სამყაროდან ცილების წარმოებისთვის, რომლებსაც აქვთ ყველაზე ბუნებრივი სტრუქტურა და აქტივობა მათი ფიზიოლოგიურად შესაბამისი გარემოს გამო. ეს იწვევს თარგმანის შემდგომი დამუშავების და ფუნქციონალური აქტივობის მაღალ დონეს. ძუძუმწოვრების გამოხატვის სისტემები შეიძლება გამოყენებულ იქნას ანტისხეულების, კომპლექსური ცილების და ნაერთების საწარმოებლად, უჯრედებზე დაფუძნებულ ფუნქციურ ანალიზებში გამოსაყენებლად. თუმცა, ეს სარგებელი დაკავშირებულია კულტურის უფრო მკაცრ პირობებთან.
ძუძუმწოვრების ექსპრესიის სისტემები შეიძლება გამოყენებულ იქნას ცილების გენერირებისთვის დროებით ან სტაბილური უჯრედული ხაზების მეშვეობით, სადაც ექსპრესიის კონსტრუქცია ინტეგრირებულია მასპინძლის გენომში. მიუხედავად იმისა, რომ ასეთი სისტემები შეიძლება გამოყენებულ იქნას მრავალ ექსპერიმენტში, დროწარმოებას შეუძლია დიდი რაოდენობით ნივთიერების გამომუშავება ერთ-ორ კვირაში. ამ ტიპის რეკომბინანტული ცილის ბიოტექნოლოგია დიდი მოთხოვნაა.
ეს გარდამავალი, მაღალპროდუქტიული ძუძუმწოვრების ექსპრესიის სისტემები იყენებენ სუსპენზიის კულტურებს და შეუძლიათ გრამების გამომუშავება ლიტრზე. გარდა ამისა, ამ პროტეინებს აქვთ უფრო მეტი ბუნებრივი დასაკეცი და პოსტტრანსლაციური მოდიფიკაციები, როგორიცაა გლიკოზილირება, სხვა გამოხატვის სისტემებთან შედარებით.
მწერების გამოხატულება
რეკომბინანტული ცილის წარმოების მეთოდები არ შემოიფარგლება მხოლოდ ძუძუმწოვრებით. ასევე არსებობს უფრო პროდუქტიული გზები წარმოების ხარჯების თვალსაზრისით, თუმცა ნივთიერების გამოსავლიანობა 1 ლიტრ დამუშავებულ სითხეზე გაცილებით დაბალია.
მწერების უჯრედები შეიძლება გამოყენებულ იქნას მაღალი დონის ცილის გამოსავლენად ძუძუმწოვრების სისტემების მსგავსი ცვლილებებით. არსებობს რამდენიმე სისტემა, რომელიც შეიძლება გამოყენებულ იქნას რეკომბინანტული ბაკულოვირუსის წარმოქმნისთვის, რომელიც შეიძლება გამოყენებულ იქნას მწერების უჯრედებში საინტერესო ნივთიერების ამოსაღებად.
რეკომბინანტული ცილების გამონათქვამები ადვილად შეიძლება გაიზარდოს და მოერგოს მაღალი სიმკვრივის სუსპენზიის კულტურას მოლეკულების ფართომასშტაბიანი შეერთებისთვის. ისინი ფუნქციურად უფრო ჰგვანან ძუძუმწოვრების ნივთიერების მშობლიურ შემადგენლობას. მიუხედავად იმისა, რომ გამოსავლიანობა შეიძლება იყოს 500 მგ/ლ-მდე, რეკომბინანტული ბაკულოვირუსის წარმოება შეიძლება იყოს შრომატევადი და კულტურის პირობები უფრო რთული, ვიდრე პროკარიოტული სისტემები. თუმცა, უფრო სამხრეთ და თბილ ქვეყნებში მსგავსიამეთოდი ითვლება უფრო ეფექტური.
ბაქტერიული გამოხატულება
რეკომბინანტული ცილების გამომუშავება შეიძლება დამყარდეს ბაქტერიების დახმარებით. ეს ტექნოლოგია ბევრად განსხვავდება ზემოთ აღწერილიდან. ბაქტერიული ცილის გამოხატვის სისტემები პოპულარულია, რადგან ბაქტერიები ადვილად კულტივდებიან, სწრაფად იზრდებიან და რეკომბინანტული ფორმულირების მაღალ მოსავალს იძლევიან. თუმცა, ბაქტერიებში გამოხატული მულტიდომენური ევკარიოტული ნივთიერებები ხშირად არ ფუნქციონირებს, რადგან უჯრედები არ არიან აღჭურვილი აუცილებელი პოსტტრანსლაციური ცვლილებების ან მოლეკულური დასაკეცისთვის.
გარდა ამისა, ბევრი ცილა ხდება უხსნადი, როგორც ინკლუზიური მოლეკულები, რომელთა აღდგენა ძალიან რთულია მკაცრი დენატურატორებისა და შემდგომი რთული მოლეკულური გადაკეცვის პროცედურების გარეშე. ეს მეთოდი ძირითადად ჯერ კიდევ დიდწილად ექსპერიმენტულად ითვლება.
უჯრედოვანი გამოხატულება
რეკომბინანტული ცილა, რომელიც შეიცავს სტაფილოკინაზას ამინომჟავების თანმიმდევრობას, მიიღება ოდნავ განსხვავებული გზით. იგი შედის მრავალი სახის ინექციებში, რომლებიც საჭიროებს რამდენიმე სისტემას გამოყენებამდე.
უჯრედოვანი პროტეინის ექსპრესია არის ნივთიერების ინ ვიტრო სინთეზი ტრანსლაციურად თავსებადი მთლიანი უჯრედის ექსტრაქტების გამოყენებით. პრინციპში, მთლიანი უჯრედის ექსტრაქტები შეიცავს ყველა მაკრომოლეკულას და კომპონენტს, რომელიც საჭიროა ტრანსკრიფციისთვის, თარგმნისთვის და თარგმანის შემდგომი მოდიფიკაციისთვისაც კი.
ეს კომპონენტებია რნმ პოლიმერაზა, მარეგულირებელი ცილის ფაქტორები, ტრანსკრიფციის ფორმები, რიბოსომები და tRNA. დამატებისასკოფაქტორები, ნუკლეოტიდები და კონკრეტული გენის შაბლონი, ამ ექსტრაქტებს შეუძლიათ საინტერესო ცილების სინთეზირება რამდენიმე საათში.
მიუხედავად იმისა, რომ არ არის მდგრადი ფართომასშტაბიანი წარმოებისთვის, უჯრედებისგან თავისუფალი ან ინ ვიტრო ცილის გამოხატვის (IVT) სისტემები გთავაზობთ უამრავ უპირატესობას ჩვეულებრივ in vivo სისტემებთან შედარებით.
უჯრედოვანი ექსპრესია იძლევა რეკომბინანტული ფორმულირებების სწრაფ სინთეზს უჯრედული კულტურის ჩართვის გარეშე. უჯრედებისგან თავისუფალი სისტემები შესაძლებელს ხდის ცილების ეტიკეტირებას მოდიფიცირებული ამინომჟავებით, აგრეთვე ნაერთების გამოხატვას, რომლებიც განიცდიან სწრაფ პროტეოლიზურ დეგრადაციას უჯრედშიდა პროტეაზებით. გარდა ამისა, უფრო ადვილია მრავალი განსხვავებული ცილის გამოხატვა ერთდროულად უჯრედებისგან თავისუფალი მეთოდის გამოყენებით (მაგალითად, ცილის მუტაციების ტესტირება მცირე მასშტაბის ექსპრესიით მრავალი სხვადასხვა რეკომბინანტული დნმ-ის შაბლონიდან). ამ წარმომადგენლობით ექსპერიმენტში, IVT სისტემა გამოიყენეს ადამიანის კასპაზა-3 პროტეინის გამოსასახად.
დასკვნები და სამომავლო პერსპექტივები
რეკომბინანტული ცილის წარმოება ახლა შეიძლება განიხილებოდეს, როგორც სექსუალურ დისციპლინას. ეს გაწმენდისა და ანალიზის მრავალი დამატებითი გაუმჯობესების შედეგია. ამჟამად წამლების აღმოჩენის პროგრამები იშვიათად ჩერდება სამიზნე ცილის წარმოქმნის შეუძლებლობის გამო. რამდენიმე რეკომბინანტული ნივთიერების გამოხატვის, გაწმენდისა და ანალიზის პარალელური პროცესები ახლა კარგად არის ცნობილი მსოფლიოს მრავალ ლაბორატორიაში.
პროტეინის კომპლექსები და მზარდი წარმატება დამზადებაშიხსნადი მემბრანის სტრუქტურები საჭიროებს მეტ ცვლილებას მოთხოვნის შესანარჩუნებლად. პროტეინების უფრო რეგულარული მიწოდებისთვის ეფექტური საკონტრაქტო კვლევითი ორგანიზაციების გაჩენა საშუალებას მისცემს სამეცნიერო რესურსების გადანაწილებას ამ ახალი გამოწვევების დასაკმაყოფილებლად.
დამატებით, პარალელური სამუშაო ნაკადები საშუალებას იძლევა შეიქმნას მონიტორინგის სუბსტანციის სრული ბიბლიოთეკა, რომელიც საშუალებას მისცემს ახალი სამიზნის იდენტიფიკაციას და გაფართოებულ სკრინინგს, მცირე მოლეკულების ნარკოტიკების აღმოჩენის ტრადიციულ პროექტებთან ერთად.
