Биологический каталог




Биотехнология. Проблемы и перспективы

Автор Н.С. Егоров, В.Д.Самуилов, А.В. Олескин

дрожжей, грибов, растений, животных. Удобными, хорошо изученными и промышленно ценными объектами генетической инженерии служат дрожжи, представители родов Saccharomyces (винные, пекарские, пивные дрожжи), Zymomonas (для получения этанола), Candida, Pichia, Cryptococcus и т. д. (для получения биомассы и микробного белка). К числу успешных генноинженерных разработок можно отнести введение в дрожжи генов, кодирующих а-интерферон, поверхностный антиген вируса гепатита В человека, оперон, отвечающий за азотфиксацию Klebsiella pneumonia. Ведутся генноинженерные работы с грибами как продуцентами антибиотиков. Имеется проект по трансформации Aspergillus nidulans с целью передачи ему свойств продуцента пенициллина. Природные штаммы гриба синтезируют небольшие количества этого антибиотика (J, W. Bennet, W. Tazewell, 1984).

Генетическая инженерия растений осуществляется на орга-низменном, тканевом и клеточном уровнях. Показанная, пусть для немногих видов (для томатов, табака, люцерны), возможность регенерации целого организма из одиночной клетки резко повысила интерес к генетической инженерии растений. Однако здесь, помимо чисто технических, предстоит решить проблемы, связанные с нарушениями структуры генома (изменения плоид-ности, хромосомные перестройки) культивируемых клеток растений. Примером реализованного генноинженерного проекта является синтез фазеолина, запасного белка фасоли, в регенерированных растениях табака. Трансплантация гена, отвечающего за синтез фазеолина, была проведена с использованием Ti-плазмиды в качестве вектора. С помощью Ti-плазмиды трансплантирован также ген устойчивости к антибиотику неомицину в растения табака, а с помощью CMV-вируса — ген устойчивости к ингибитору дигидрофолатредуктазы метотрексату в растения репы.

Магистральные пути развития генетической инженерии растений включают: 1) обогащение культурных растений дополнительными запасными веществами (зеин, секалин, глутенин, легу-мин, глиадин, альбумин) с помощью генов, взятых от других растений; 2) повышение эффективности фотосинтеза растений на основе генов рибулозо-1,5-бисфосфаткарбоксилазы, хлорофилл а//?-связывающих белков и т. д.; 3) изменение азотного метаболизма, например с использованием генов, кодирующих глутаминсинтазу, участвующую в транспорте и запасании азота; 4) придание устойчивости к гербицидам, засолению почв, повышенной и пониженной температурам, другим неблагоприятным факторам внешней среды. Помимо этого, растения могут использоваться для получения белков человека — инсулина, интерферона, гормона роста.

Генетическая инженерия растений включает манипуляции не только с ядерным геномом клеток, но также с геномом хлоро-пластов и митохондрий. Именно в хлоропластный геном наиболее целесообразно вводить ген азотфиксации для устранения потребности растений в азотных удобрениях. В митохондриях кукурузы найдены две плазмиды (S-1 и S-2), обусловливающие цитоплаз-матнческую мужскую стерильность. Если селекционерам необходимо «запретить» самоопыление кукурузы и допустить лишь перекрестное опыление, они могут не заботиться об удалении тычинок вручную, если берут для оплодотворения растения с цитоплазматической мужской стерильностью. Такие растения могут быть выведены путем длительной селекции, однако генетическая инженерия предлагает более быстрый и целенаправленный метод — прямое введение плазмид в митохондрии клеток кукурузы (С. S. Levings, 1983). К разработкам в области генетической инженерии растений следует отнести также генетическую модификацию симбионтов растений — клубеньковых бактерий рода Rhizobium. В клетки этих бактерий с помощью плазмид предполагается вводить hup (hydrogen uptake)-ген, в природе существующий лишь у некоторых штаммов /?. japonicum и R. leguminosarum. Нир-ген обусловливает поглощение и утилизацию газообразного водорода, высвобождаемого при функционировании азотфиксирующего ферментного комплекса клубеньковых бактерий. Рециклизапия водорода позволяет -избежать потерь восстановительных эквивалентов при симбиотической азотфиксации в клубеньках бобовых растений и значительно повысить продуктивность этих растений (S. Т. Lim et al., 1980; А. А. Баев, К. М. Злртников, 1984).

Тканевая специфичность трансплантированного гена — важная проблема генетической инженерии растений. Так, содержание фазеолина у табака, модифицированного соответствующим геном фасоли, было одинаковым во всех частях растения, причем выход продукта был низким, менее 1% от общего белка табака. В то же время у самой фасоли фазеолин накапливается только в семенах, где его содержание составляет до 50% от общего количества белка (W. J. Netzel, 1983). В последние годы удалось выделить и ввести в состав векторов регуляторные последовательности, обеспечивающие высокоэффективное выражение генов в определенных органах и тканях растения и (или) на определенных фазах его онтогенеза. Таким путем 1) ген фазеолина, введенный в растение табака, поставили под контроль промотора, функционирующего только в прорастающих семенах; 2) ген малой с

страница 11
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77

Скачать книгу "Биотехнология. Проблемы и перспективы" (4.22Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [обратная связь]

п»ї
Rambler's Top100 Химический каталог

Copyright © 2009
(22.06.2017)