مفاعل حيوي للطحالب

📅 آخر تحديث: ١ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ١ أغسطس ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 2 صور
الموسوعة الحرة
مفاعل حيوي طحلبي مع Physcomitrella patens

المفاعل الحيوي للطحالب هو مفاعل ضوئي حيوي يُستخدم لزراعة الطحالب وإكثارها . ويُستخدم عادةً في الزراعة الجزيئية لإنتاج البروتينات المؤتلفة باستخدام الطحالب المعدلة وراثيًا . وفي العلوم البيئية، تُستخدم المفاعلات الحيوية للطحالب لتكاثر طحالب الخث، على سبيل المثال من قِبل اتحاد موسكلون لرصد تلوث الهواء .

يُعد الطحلب كائنًا حيًا ضوئيًا ذاتي التغذية شديد الاقتصاد، وقد تم الاحتفاظ به في المختبر لأغراض البحث منذ بداية القرن العشرين. [ 1 ]

تم تطوير أول مفاعلات حيوية للطحالب للكائن النموذجي Physcomitrella patens في التسعينيات من القرن الماضي للامتثال لمعايير السلامة المتعلقة بالتعامل مع الكائنات المعدلة وراثيًا وللحصول على كتلة حيوية كافية للأغراض التجريبية. [ 2 ]

المبدأ الوظيفي

يُستخدم المفاعل الحيوي للطحالب لزراعة الطحالب في وسط سائل مُحَرَّك ومُهَوَّى. ويُحفظ الوسط تحت الإضاءة مع تثبيت درجة الحرارة وقيمة الرقم الهيدروجيني . ويحتوي وسط الزراعة - الذي غالبًا ما يكون وسطًا بسيطًا - على جميع العناصر الغذائية والمعادن اللازمة لنمو الطحالب. [ 3 ]

لضمان أقصى معدل نمو، يُحافظ على الطحلب في مرحلة البروتونيما عن طريق التفتيت الميكانيكي المستمر، باستخدام شفرات دوارة على سبيل المثال. [ 4 ] بمجرد أن تصل كثافة المزرعة إلى حد معين، يؤدي نقص المغذيات وزيادة تركيز الهرمونات النباتية في الوسط إلى تحفيز تمايز البروتونيما إلى الجاميتوفيت البالغ . عند هذه النقطة، يجب تخفيف المزرعة بوسط جديد إذا كان من المقرر استخدامها لاحقًا.

بحسب الإنتاجية المستهدفة، يمكن تكييف هذا المبدأ الأساسي مع أنواع وأحجام مختلفة من المفاعلات الحيوية. يمكن أن تتكون حجرة الاستزراع، على سبيل المثال، من عمود أو أنبوب أو أكياس بلاستيكية قابلة للاستبدال. [ 5 ]

في هذا المفاعل الحيوي للطحالب، يتم استزراع طحلب الخث Sphagnum palustre.

إنتاج المستحضرات الصيدلانية الحيوية

تم بالفعل إنتاج العديد من المستحضرات الصيدلانية الحيوية باستخدام مفاعلات حيوية من الطحالب. [ 6 ] من الناحية المثالية، يمكن تنقية البروتين المؤتلف مباشرةً من وسط الاستنبات. [ 7 ] أحد الأمثلة على طريقة الإنتاج هذه هو العامل H : هذا الجزيء جزء من نظام المتممة البشري. ترتبط العيوب في الجين المقابل بأمراض بشرية مثل اضطرابات الكلى والشبكية الحادة . تم إنتاج العامل H المؤتلف النشط بيولوجيًا في مفاعل حيوي من الطحالب لأول مرة في عام 2011. [ 8 ] يسمح المعهد الاتحادي الألماني للأدوية والأجهزة الطبية الآن بإنتاج إنزيم ألفا-جالاكتوزيداز في مفاعلات حيوية من الطحالب . [ 9 ] [ 10 ] سيتم اختباره كعلاج بديل للإنزيم في علاج مرض فابري . اكتملت المرحلة الأولى من التجارب السريرية في عام 2017. [ 11 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ هوه، أ.؛ ريسكي، ر. (2005). "من إنبات الأبواغ المعقمة إلى الزراعة الجزيئية: قرن من زراعة النباتات اللاوعائية في المختبر". تقارير خلايا النبات . 23 (8): 513-521 . doi : 10.1007/s00299-004-0894-8 . PMID 15558285 . 
  2. ↑ رويتر، ك.؛ ريسكي، ر. (سبتمبر 1996). "إنتاج بروتين غير متجانس في مزارع المفاعلات الحيوية لنباتات الطحالب المتمايزة تمامًا" (ملف PDF) . زراعة الأنسجة النباتية والتكنولوجيا الحيوية . 2 (3): 142-147 . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 4 أكتوبر 2011.
  3. ↑ هوه، أ.؛ ريسكي، ر. (يونيو 2005). "التحكم في نمو وتمايز مزارع المفاعلات الحيوية لنبات فيزكوميتريلا بواسطة العوامل البيئية". زراعة الخلايا والأنسجة والأعضاء النباتية . 81 (3): 307-311 . Bibcode : 2005PCTOC..81..307H . doi : 10.1007/s11240-004-6656-z .
  4. ↑ ديكر، إي إل؛ ريسكي، ر. (أبريل 2004). "المفاعل الحيوي للطحالب". الرأي الحالي في بيولوجيا النبات . 7 (2): 166-170 . Bibcode : 2004COPB....7..166D . doi : 10.1016/j.pbi.2004.01.002 . PMID 15003217 . 
  5. ↑ الصفحة الرئيسية لشركة greenovation GmbH، تعرض أنواعًا مختلفة من المفاعلات الحيوية للطحالب:أُرشف بتاريخ 9 نوفمبر 2011 في أرشيف الإنترنت (Wayback Machine) .
  6. ↑ ديكر، إيفا ل.؛ ريسكي، رالف (2008). "الإنجازات الحالية في إنتاج المستحضرات الصيدلانية الحيوية المعقدة باستخدام المفاعلات الحيوية للطحالب". هندسة العمليات الحيوية والأنظمة الحيوية . 31 (1): 3-9 . doi : 10.1007/s00449-007-0151-y . PMID 17701058 . 
  7. ↑ باور، أ.؛ ريسكي، ر.؛ غور، ج. (2005). "تحسين استخلاص عامل نمو بشري مُعاد التركيب مُفرز باستخدام إضافات مُثبتة وعن طريق التعبير المُشترك لألبومين مصل الدم البشري في طحلب فيزكوميتريلا باتنس" . مجلة التكنولوجيا الحيوية النباتية . 3 (3): 331-340 . Bibcode : 2005PBioJ...3..331B . doi : 10.1111/j.1467-7652.2005.00127.x . PMID 17129315 . 
  8. ↑ بوتنر-ماينيك، أ.؛ بارسونز، ج.؛ جيروم، هـ.؛ هارتمان، أ.؛ لامير، س.؛ شاف، أ.؛ شلوسر، أ.؛ زيبفيل، ب.ف.؛ ريسكي، ر.؛ ديكر، إ.ل. (أبريل 2011). "إنتاج العامل البشري H المؤتلف النشط بيولوجيًا في نبات فيزكوميتريلا" . مجلة التكنولوجيا الحيوية النباتية . 9 (3): 373-383 . Bibcode : 2011PBioJ...9..373B . doi : 10.1111/j.1467-7652.2010.00552.x . PMID 20723134 . 
  9. ↑ "الصفحة الرئيسية لشركة Greenovation: الموافقة على بدء المرحلة الأولى من التجارب السريرية في أوروبا لإنزيم moss-aGal (أغالسيداز) المُنتَج في مفاعلات Mossbioreactors" . تم الاطلاع عليه بتاريخ 18 أكتوبر 2015 .
  10. ↑ ريسكي، رالف؛ بارسونز، جوليانا؛ ديكر، إيفا ل. (أكتوبر 2015). "المستحضرات الصيدلانية المصنعة من الطحالب: من المختبر إلى سرير المريض" . مجلة التكنولوجيا الحيوية النباتية . 13 (8): 1191-1198 . Bibcode : 2015PBioJ..13.1191R . doi : 10.1111/pbi.12401 . PMC 4736463. PMID 26011014 .  
  11. ^ Greenovation gelingt der Durchbruch Portal gopublic أرشفة 2018-01-11 في آلة Wayback.